EP3156590A1 - Assembly for the rotationally fixed connection of at least two rotating components in a gas turbine and balancing method - Google Patents

Assembly for the rotationally fixed connection of at least two rotating components in a gas turbine and balancing method Download PDF

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EP3156590A1
EP3156590A1 EP16193489.8A EP16193489A EP3156590A1 EP 3156590 A1 EP3156590 A1 EP 3156590A1 EP 16193489 A EP16193489 A EP 16193489A EP 3156590 A1 EP3156590 A1 EP 3156590A1
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EP
European Patent Office
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balancing
holding
elements
gas turbine
components
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16193489.8A
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German (de)
French (fr)
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Falko Obereich
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Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Original Assignee
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
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Filing date
Publication date
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    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/662Balancing of rotors
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    • F05D2260/31Retaining bolts or nuts

Definitions

  • the invention relates to an assembly for the non-rotatable connection of at least two components in a gas turbine and to a method for balancing an arrangement with at least one such assembly.
  • the individual gas turbine components usually form flanges with a plurality of openings or bores, through which connecting elements, such as threaded bolts, are screwed and bolted to the non-rotatable connection.
  • connecting elements such as threaded bolts
  • a plurality of connecting elements arranged along a circumference of a gas turbine component are usually used. These fasteners can be held against rotation on one of the components for ease of assembly, when the rotationally fixed connection is made with the at least one other component.
  • a fastening element in the form of a projecting pin is also formed on a holding element, a fastening element in the form of a projecting pin.
  • the holding element can be pre-positioned on one of the components to be joined.
  • the pin formed on the holding element is simply inserted into a corresponding opening on an edge flange of the component for this purpose. With an appropriate length of the pin, the latter can also pass through aligned openings on the plurality of components to be connected, in order to pre-position the retaining element.
  • the present invention seeks to improve the rotationally fixed connection of two gas turbine components via several (at least two) fasteners, such as threaded bolts or screws, and to simplify the assembly process and to facilitate balancing in rotating gas turbine components ,
  • an assembly for the rotationally fixed connection of at least two rotating components in a gas turbine comprising at least one retaining element, at least two connecting elements and at least one fastening element.
  • the at least two typically elongated connecting elements for example in the form of (threaded) bolts, threaded rods or screws, are provided for non-rotatable connection of the two components to one another.
  • the holding element has, for each of the connecting elements, an opening into which a portion of a connecting element can be inserted along an insertion axis. Between two openings, the holding element forms a preferably web-like portion which, when the connecting elements are inserted in the openings, secures them against rotation in the opening around the insertion axis.
  • the retaining element is e.g. held on at least one of the components before the components are rotatably connected to one another via the connecting elements.
  • the fastening element in the present case is set up and provided to fix at least one balancing element on the retaining element in order to be able to compensate for an imbalance of the rotating components in the region of their connection.
  • the at least one fastening element thus fulfills a dual function.
  • the retaining element can be pre-positioned as intended.
  • the fastener is used to establish at least one balancing element (balancing weight) over which a detected imbalance can be compensated.
  • a fastening opening for the fastening element is provided on the holding element approximately centrally between two pairs of openings for the connecting elements.
  • the approximately central arrangement of the fastener on which an (additional) balancing element can be fixed, and thus preferably associated - with respect to a through the fastener and radially to a rotational axis of the interconnected components extending axis - symmetrical design of a Holding element allows a change in the balance weight in the region of the center of mass of the holding element. In other words, the center of gravity remains substantially unchanged, even if the holding element is combined with one or more additional balancing elements.
  • the fastening element thus preferably provides an attachment point for at least one additional balancing element in the region of the center of gravity of the retaining element.
  • the center of gravity of the balancing element runs in the installed state, for example, approximately on a radial axis which extends through the center of mass of the holding element and through the axis of rotation of the interconnected components. Since, as a result, an increase in a balancing weight on the holding element does not necessitate any change in the center of mass relative to the modified balancing mass, it is easier to automate a balancing process.
  • the fastening element is designed as a separate component which engages through a retaining opening of the retaining element.
  • the fastener may thus be, for example, a threaded bolt or a screw.
  • a nut is screwed onto this bolt or screw in order to fix the retaining element to at least one of the components before the rotationally fixed connection takes place via the additional connecting elements.
  • a balancing element or a plurality of balancing elements can be held on the retaining element, for example via a (bolt or screw) head of the respective fastening element.
  • a balancing element may be held on the retaining element via a nut connected to the fastening element, for example when the fastening element in the form of a bolt or a screw is positioned such that the bolt or screw head points in the direction of a compressor shaft.
  • a balancing element fixed to the fastening element is fixed in a form-fitting manner to the retaining element via the fastening element.
  • About the form fit is then also ensured that the respective balancing element is held securely in particular at very fast rotating gas turbine components to the holding element and thus the gas turbine components.
  • the trained by the holding member portion for securing the connecting elements against rotation is formed, for example, web-like.
  • a web-like portion extends radially with respect to a rotational axis of the two rotatably connected gas turbine components, when the module was installed as intended.
  • Two connecting elements can thus be inserted axially through the corresponding openings on the holding element. A twisting of the inserted into the opening connecting elements is then prevented but over the located between the openings web-like portion.
  • this is wedge-shaped in one embodiment.
  • the portion widened in a radially outward direction to provide a larger contact surface for two bolt or screw heads adjacent to opposite sides of this wedge-shaped portion.
  • an elongated Notch provided at the foot of a web-like portion at the base of the holding element on which abut the connecting elements and projecting on the web-like portion.
  • a support surface for a head of the connecting element is increased, without having to increase the holding element or the head of the connecting element itself.
  • the elongated notch at the foot of the web-like portion is hereby used in the manner of an undercut to allow the head of the connecting element above the notch to rest in a defined manner on the web-like portion or at least adjacent to position.
  • An assembly designed according to the invention is preferably used in an arrangement in which the at least two gas turbine components are connected via a Inventively designed assembly or more such assemblies are rotatably connected to each other.
  • At least two assemblies designed according to the invention are arranged spaced apart from each other along a circular line about an axis of rotation of two rotating gas turbine components in order to non-rotatably connect the at least two gas turbine components.
  • a holding element with at least two or four connecting elements is then provided, for example.
  • six connection points are distributed equidistantly along a circular line on an annular flange of a rotor component.
  • a holding element for at least two fasteners themselves as a balancing element and not only the (in addition) via the fastener thereto fixed balancing element or balancing weight.
  • at least two subassemblies with differently heavy holding elements along a circular line around a rotational axis of the gas turbine components may be provided spaced from each other to compensate for this a detected imbalance in the region of the connection of the at least two gas turbine components.
  • differently heavy holding elements can be provided for assemblies designed according to the invention, which can be used as required, that is to say for compensating a corresponding imbalance, and for holding the connecting elements.
  • different weight holding elements are formed with identical length.
  • a "length" of the holding element is usually understood to mean the circumferential length along a circumferential direction about the axis of rotation.
  • a heavier of the at least two retaining elements here has a greater thickness and / or width in at least one section when it is made of the same Material is made.
  • the differently heavy holding elements can thus, for example, based on an axis of rotation of at least two non-rotatably connected components of the assembly in the radial direction the same width and circumferentially the same length, but are at least a portion of different thickness.
  • the lengths of the different heavy holding elements in the circumferential direction are preferably always the same for interchangeability. Whether the width or the thickness or both sizes can be chosen differently for differently heavy holding elements, usually depends on the external boundary conditions (such as space, a constant clamping length of the connecting elements, etc.).
  • an improved balancing method is proposed.
  • first at least two differently heavy first and second holding elements each with at least one fastening element and at least one balancing element which can be fixed via a fastening element on a first or second holding element.
  • the at least two gas turbine components rotating in operation of the gas turbine are connected to each other in a rotationally fixed manner, so that they rotate together about the same axis of rotation.
  • the connection elements required for the rotationally fixed connection are guided by identically designed and equally heavy first holding elements.
  • these retaining elements were fixed to one of the gas turbine components prior to connection.
  • the corresponding connecting elements are already plugged into a holding element and prepositioned thereto before the respective holding element is fixed to the gas turbine component.
  • an imbalance in the region of the connection of the at least two gas turbine components for example by means of a balancing device in the form of a balancing machine, measured. If an imbalance is found, at least one of the first holding elements is replaced by a second holding element with a different weight and / or at least one balancing element is attached to one of the holding elements to compensate for the imbalance.
  • a plurality of balancing elements can ultimately also be provided and fixed to a first or second retaining element via a fastening element.
  • a balancing device is used for balancing, which simulates at least one of the rotating during operation and then rotatably interconnected gas turbine component by a custom-made, possibly multi-part device component, a so-called dummy.
  • the gas turbine components is a component of a high-pressure turbine of a gas turbine engine and the at least one other gas turbine component is a component of a compressor of the gas turbine engine, e.g. a compressor shaft.
  • the balancing device usually in the form of a so-called “balancing machine”
  • the high-pressure turbine or the compressor is then simulated, for example, and an interface for the rotationally fixed connection with the gas turbine component or a plurality of balancing components already to be balanced - e.g. formed over several fasteners - each other fixed gas turbine components.
  • both after the first and after the second alternative is still a very high balancing quality with a comparatively small number of possible joints for holding elements (balancing positions) and - compared to previously common approaches - reduced number of one or more additional balancing weights with different mass reachable.
  • At least three differently heavy first, second and third holding elements are provided, each with at least one fastening element.
  • the first holding elements in this case have a first (standard) weight and are provided for the first time connecting the at least two non-rotatable components to be joined together.
  • the second and third holding elements with deviating higher weights ie second and third holding elements of a second and third weight stage, are available to compensate for the imbalance.
  • Preferably, in particular for larger imbalances takes place here on the weight of the second and third holding elements attachment of a much greater balancing weight than in the (additional) attachment of an (additional) balancing element, which is fixed to a fastener of a first, second or third support member becomes.
  • a weight difference between the weights of a second and a first holding element is identical to the weight difference between the weights of a third and second holding element.
  • weight and weight difference between the holding elements always refer to the actually acting balancing mass (ie the net additional weight, which is available to correct an imbalance).
  • the total weight of a single attachable via a fastener to a holding element balancing element or the total weight of several attachable via a fastener on a holding element (different or equal weight) balancing exactly one, ie, the lowest possible weight difference between two different heavy Holding elements (adjacent weight levels) corresponds.
  • an additional balancing element with the same net extra weight to compensate for a corresponding imbalance.
  • a weight difference which can be provided by a balancing element which can be fixed to a holding element or several balancing elements which can be fixed to the holding element corresponds to exactly half or at most half the minimum weight difference between two differently heavy holding elements.
  • several (at least two) balancing elements of equal or different strength can be fixed to a holding element via the one fastening element and the minimum weight difference between differently heavy holding elements is (a) the same as or (b) greater than twice the maximum total weight of all About a fastener on a holding element intended determinable balancing elements.
  • several balancing elements are provided here and finer graded than the differently heavy holding elements in order to make a more precise vote to compensate for an imbalance on the fixable on a fastener balancing elements can.
  • balancing elements In an embodiment according to the aforementioned variant (a), e.g. three different heavier types of balancing elements to 1.25 g, 2.5 g and 3.75 g provided, of which a maximum of two balancing elements (for example, to 3.75 g) via a fastener to a holding element can be fixed.
  • a variant for a gradation of the possible balancing masses in constant steps, in which a single balancing element can be attached to a holding element via the fastening element and this balancing element has a weight which corresponds to exactly half of the minimum weight difference between two differently heavy holding elements.
  • a single balancing element can be attached to a holding element via the fastening element and this balancing element has a weight which corresponds to exactly half of the minimum weight difference between two differently heavy holding elements.
  • one or more differently heavy holding elements eg with a net additional weight of 10 g per weight level
  • a balancing element eg with a net additional weight of 5 g
  • the balance mass can be increased in constant increments by the amount of weight of the balancing element (e.g., in 5 g increments).
  • a minimum weight difference of differently heavy holding elements is then 12.5 g and a minimum weight difference between different balancing elements is 0.5 g.
  • An additional weight difference (6g) which is possible by means of a balancing element or several balancing elements is thus less than half (6.25 g) of the minimum, ie the smallest possible, weight difference between two different heavy holding elements (12.5 g).
  • the minimum weight difference between two holding elements (12.5 g) exactly double the maximum total weight of all balancing elements (2x6 g), which can be determined as determined on a holding element, plus the amount of a minimum weight difference (0.5 g) between differently heavy balancing elements.
  • a set of balancing elements with at least three different weight levels is provided for a fine balancing in which a weight difference between two types of balancing elements of immediately successive weight levels (for example the weight level n and the weight level n-1) is identical and corresponds to a maximum of one tenth of a minimum weight difference between two differently heavy holding elements.
  • the difference between the weight of a balancing element of a weight stage (n) and the weight of a balancing element of a next higher stage (n + 1) is thus always less than 1/10 of a minimum weight difference between two different heavy holding elements.
  • the minimum difference between two different heavy holding elements is 12.5 g
  • the largest difference between two weights of two (additional) balancing elements successive weight levels is a maximum of 1 g.
  • second holding elements holding elements of a second type
  • third holding elements holding elements of a third type which are opposite to the second holding elements Net additional weight of 12.5 g (and thus compared to the first holding elements have a weight of 25 g).
  • the weights of the additional, preferably standardized balancing elements are staggered in 0.5 g, 1 g, 2 g, 3 g, 4 g, 5 g and 6 g.
  • a minimal net weight difference between two differently heavy holding elements is thus here at 12.5 g.
  • the maximum net weight difference between two balancing elements immediately consecutive weight levels is here further 1g.
  • a maximum of 6 g of total mass can be fixed to a fastening element via a balancing element or several balancing elements.
  • the measurement of an imbalance in the region of the connection of the at least two gas turbine components or an imbalance in the region of the connection between the gas turbine component and the device component is carried out, for example, by means of a balancing device, the position, number and / or weight of a user indicating to be mounted balancing elements and / or position and weight to be attached (respectively exchanged) holding elements indicating to compensate for a measured imbalance.
  • a balancing device for example, an evaluation logic is implemented in the balancing device, which not only displays the total imbalance to be compensated and its position, but also informs a user which and how many of the available balancing elements and holding elements attached to compensate for the corresponding unbalance at which of the possible connection points or need to be replaced.
  • the evaluation logic preferably also takes into account that only a limited number of different types and thus different weight elements and holding elements are available.
  • the number of replaceable holding elements of different weight is limited to three and the number of usable, standardized (additional) balancing elements with different weights to less than eight, preferably seven.
  • the evaluation logic takes into account that the balance or correction mass of 12 g required to compensate for an imbalance is determined by another holding element with a net additional weight "net balance weight" of 12.5 g at the opposite position and by an additional balance element of 0, 5g can be obtained in the range of detected unbalance to compensate for the measured imbalance.
  • the balancing device only displays the position-related imbalance to a user and the user then himself using the available connection points and the weights provided by the different holding elements and (additional) balancing elements - for example by means of a corresponding table - determines the necessary elements and positions to compensate for the measured imbalance.
  • the invention is obviously advantageous to use in different types of gas turbines.
  • a possible variant is in particular the implementation in a gas turbine engine.
  • FIG. 14 shows a detail of a gas turbine engine in a sectional view in the high-pressure turbine.
  • the high-pressure turbine is in this case arranged along an engine axis M behind the high-pressure compressor.
  • Rotationally interconnected (rotor) Radusionn R and R2 wear here in a conventional manner blades L and L2.
  • At an axially rear end of a wheel disc R2 is over an annular flange with a likewise rotating turbine component, for example, a bearing shaft connected.
  • the rotationally fixed connection takes place in a connection region V2.
  • the non-rotatably connected to the wheel disc R2 further wheel R is rotatably connected in a connecting region V1 at its axially front end with a cover S and another shaft part, in this example, the compressor shaft W of the gas turbine engine.
  • the connection in the connecting regions V1 and V2 takes place in each case over a plurality of threaded bolts distributed along the circumference.
  • the connecting regions V1 and V2 are extensively tested for possible unbalance in balancing planes F T and R T. If F T and R T unbalances are detected in these balancing planes, they are compensated by balancing elements in order to achieve as vibration-free rotation as possible of the compressor and turbine shaft.
  • a retaining element for attaching a plurality of stepped bolts and securing against rotation during assembly is hereby proposed in particular to improve a balancing method, which can additionally serve as a balancing element and are fixed to the in a simple manner and in particular without additional fasteners additional balancing elements can.
  • FIG. 1 That's how it shows FIG. 1 by way of example a fastening assembly B for the rotationally fixed connection of the wheel disc R, the cover S and the compressor shaft W to each other.
  • a fastening assembly B in this case has a holding element in the form of a holding plate 1, which defines a circular segment-like base 10. At this base 10 are - as well as the synopsis of the FIGS. 1 . 2 and 3A-3B results - in pairs bolt openings 14a, 14b and 15a, 15b provided.
  • a connecting element in the form of a hammer head bolt or threaded bolt 2a, 2b, 2c or 2d is inserted with a T-shaped head.
  • a bolt head 20a, 20b, 20c and 20d of a threaded bolt 2a, 2b, 2c or 2d in this case bears against the base 10.
  • the threaded portions of the threaded bolts 2a, 2b, 2c and 2b are guided through corresponding openings in the turbine components R, S and W.
  • screwed nuts 21 By screwed nuts 21, the turbine components R, S and W are then fixed together and rotatably connected to each other.
  • the holding plate 1 forms at its base projecting webs 11 and 12 for a pair of threaded bolts 2a-2b and 2c-2d.
  • the individual webs 11 and 12 project here raised at the base 10 and have a wedge shape. The tapered end of this wedge points in the direction of the axis of rotation about which the components R, S and W rotate during operation of the gas turbine engine. In other words, the webs 11 and 12 widen radially outward.
  • the distances between a pair of openings 14a, 14b or 15a, 15b are in this case matched to the bolt heads 20a, 20b and 20c, 20d such that the web 11 or 12 formed between two openings 14a, 14b or 15a, 15b fits into the bolt openings 14a , 14b and 15a, 15b inserted threaded bolts 2a to 2d secures against rotation.
  • Each web 11 or 12 has for this purpose side surfaces 110a, 110b or 120c, 120d, which respectively face an adjacent bolt head 20a, 20b or 20c, 20d. At these side surfaces 110a, 110b or 120c, 120d is or beats a bolt head 20a, 20b or 20c, 20d, to prevent rotation of the respective threaded bolt 2a to 2d in its inserted into the holding plate 1 state.
  • At the foot of each web 11 or 12 is provided on either side in the region of the base 10 each in the manner of an undercut a longitudinally extended and in the intended installed state radially extending notch 100 or 101.
  • the respective bolt heads 20a to 20d in the region of the respective web 11 or 12 can lie flat against the base 10 easily. At the same time it is ensured without additional space requirements for the holding plate 1 that the bolt heads 20a to 20d defined in the region of the side surfaces 110a, 110b and 120c, 120d of the webs 11 and 12 are present to secure the threaded bolts 2a to 2d against rotation.
  • a fastening opening 13 for a fastening element of the fastening assembly B is attached to the base 10 provided in the form of a fastening bolt 3.
  • the holding plate 1 can be fixed to the flange RF of the wheel disc R and it can the flanges RF and SF of the wheel disc R and the cover S are connected to each other.
  • the turbine components R and S can be pre-assembled together with the retaining elements 1.
  • a head 30 of the fastening bolt 3 lies on the same side of the base 10 as the bolt heads 20a to 20d of the threaded bolts 2a to 2d. It should be noted, however, that this is of course not mandatory and e.g. It may also be provided to install the fastening bolts 3 in such a way that the respective screw head rests on the component S and the nut on the base 10.
  • the attachment opening 13 for the fastening bolt 3 is in this case formed approximately centrally between the two pairs of bolt openings 14a, 14b and 15a, 15b.
  • the head 30 of the mounting bolt 3 thus protrudes approximately midway between the two pairs of bolt heads 20a / 20b and 20c / 20d on the base 10 when the mounting assembly B is mounted as intended.
  • the fastening assembly B is provided for attachment to the flange RF of the wheel disc R in the region of a rear end in the axial direction.
  • a scratch protection plate 22 is provided on the axially front side on which the nuts 21 are screwed onto the threaded through pins 2a to 2d. This scratch protection plate 22 prevents when turning the respective nut 21 a scratching of the flange surface of the flange WF of the compressor shaft W.
  • each mounting bolt 3 is not only intended to vorzupontieren a holding plate 1, 1.1 or 1.2 intended and pre-position and to fix in the present example, the flanges RF and SF of the components R and S to each other. Rather, at least one preferably sleeve-shaped (additional) balancing element 4 can be fixed to each fastening bolt 3 in order to compensate for any imbalance in the balancing plane F T. For balancing but also differently shaped balancing elements can be fixed to a mounting bolt 3. The number of different shapes and weights is present but standardized and thus limited.
  • the approximately central arrangement of the fastening bolt 3 and with respect to a symmetrical about the center of the respective bolt hole 13 and radially to the rotation axis M symmetrical design of the holding plates 1, 1.1 and 1.2 allows a change in the balance weight in the region of the center of mass of a holding plate 1, 1.1 or 1.2.
  • the center of mass remains in the circumferential direction, even if the respective holding plate 1, 1.1, 1.2 replaced by another plate 1.1, 1.2, 1 or combined with one or more additional balancing elements 4.
  • the fastening bolt 3 thus preferably provides an attachment point for at least one additional balancing element 4 in the region of the center of gravity of each retaining plate 1, 1.1, 1.2. This makes it easier to automate a balancing process.
  • FIGS. 4A, 4B and 5A-5B show in with the FIGS. 3A and 3B matching views two other types of second and third holding plates 1.1 and 1.2, which are designed differently heavy over differently shaped bases 10.1 and 10.2. While a second retaining plate 1.1 of FIGS. 4A and 4B is widened in the radial direction relative to a first holding plate 1 and thus has a width b1 which is greater than a width b of the first holding plate 1 according to the FIGS. 3A and 3B , a third retaining plate 1.2 is the FIGS. 5A and 5B opposite to the variant of FIGS. 4A and 4B only locally thickened.
  • the holding plates 1.1 and 1.2 of Figures 4A-4B and 5A-5B thus have identical widths b1 and lengths (in the circumferential direction).
  • the heavier retaining plate 1.2 is provided on a radially inner region of the base 10.2 with a thickening 102 projecting at the base 10.2 raised.
  • All holding plates 1, 1.1 and 1.2 have identical circumferential lengths to ensure the interchangeability of the holding plates 1, 1.1, 1.2 with each other.
  • all holding elements 1, 1.1, 1.2 have an identical thickness in the contact region of the connecting elements in the form of threaded bolts 2a to 2d, whereby a change in the clamping length of the connecting elements is avoided.
  • the weights of the individual holding plates 1, 1.1 and 1.2 differ in each case, for example by 12.5 g.
  • those for attachment over the Fixing bolts 3 provided additional balance elements 4 significantly lighter and individually reach a maximum weight of 6 g.
  • balancing elements 4 are available for attachment to a fastening bolt 3. These each have a weight of 0.5 g, 1 g, 2 g, 3 g, 4 g, 5 g and 6 g.
  • This gradation is not only relatively slender, but allows despite the manageable number of different additional balance elements 4 and holding plates 1, 1.1 and 1.2 at comparatively few (in this case six) connection points for the attachment of retaining plates 1, 1.1 and 1.2 an effective and accurate compensation of larger imbalances.
  • a connection point on the flange RF of the wheel disc R is in this case designed so that at the circumferentially provided six connection points for the arrangement of a holding plate 1 and the heavier holding plates 1.1 or 1.2 can alternatively be arranged.
  • the distances between the bolt openings 14a, 14b and 15a, 15b with each other and to a mounting opening 13 for the fastening bolt 3 are in this case at the different support plates 1.1.1 and 1.2, as shown in the FIGS.
  • FIG. 8A In the present exemplary embodiment, six connecting points each spaced apart by 60 ° from one another are defined on the flange RF of the wheel disc R. At each connection point, a passage opening for a fastening bolt 3 is provided in order to position a holding plate 1, 1.1 or 1.2 over this. According to the sectional view of FIG. 8B engages in this case the fastening bolt 3 not only the edge flange RF of the wheel R, but also the flange SF of the cover S. Thus, for example, a support plate 1 to the already interconnected components R and S are held by a bolted fastening bolt 3.
  • the cover plate S is axially prestressed relative to the wheel disc R in order to ensure contact between the two components R, S in the region of the disc head even in the event of unfavorable component tolerances.
  • the mounting bolts 3 not only the holding plates 1 on the flange RF, but also held together both flanges RF and SF and prevents axial displacement of the flange SF of the cover S relative to the flange RF of the wheel disc R, before the rotationally fixed connection with the compressor shaft W at the flange WF takes place.
  • a recess or opening for receiving the nut 31 screwed onto the fastening bolt 3 is formed on the flange WF of the compressor shaft W then, for example, only a recess or opening for receiving the nut 31 screwed onto the fastening bolt 3 is formed.
  • all recesses or openings formed in the flange WF of the compressor shaft W are identical, so that the number of positioning possibilities (in the circumferential direction) between the two shaft parts (compressor and turbine) is not restricted.
  • an additional balance element 4 in each case has a base 40, which is held in a form-fitting manner on the holding plate 1 via the head 30 of the fastening bolt 3.
  • the head 30 of the fastening bolt 3 may be partially or completely received in a sleeve portion 41 of the additional balance element 4.
  • the balancing element can also have the form of a washer, whereby the fixation of several balancing elements 4 on a fastening element is possible or at least simplified.
  • the balancing elements are present standard balancing elements, so that a total of only two additional customized, ie, individually adapted for the inventive solution, heavier holding elements in the form of the holding plates 1.1 and 1.2 are required to allow balancing over a relatively large bandwidth.
  • FIG. 8C illustrates how about the respective fastening bolt 3, the associated holding plate, here, for example, a holding plate 1.2 according to the FIGS. 5A and 5B , is fixed to the flange RF of the wheel disc R and the two flanges RF and SF of the wheel disc R and the cover S are interconnected.
  • FIG. 8C provided for the nuts 21 scratch protection plates 22, which are each associated with four threaded bolts 2b, 2a and 2d, 2c of two adjacent holding plates. Between two scratch protection plates 22 each have a nut 31 for a mounting bolt 3 can be seen.
  • the anti-scratch plates 22 provided on one side connect two threaded bolts 2b, 2a of a first holding plate and two threaded bolts 2d, 2c of a second holding plate, the first and second holding plates being provided on an opposite side.
  • the provided on one side Scratch protection plates 22 are thus arranged offset in pairs in the circumferential direction to the holding plates provided on the opposite side.
  • connection points (A) to (F) are shown at 0 °, 60 °, 120 °, 180 °, 240 ° and 300 °.
  • the holding plates 1 are fixed to the flanges RF and SF via their fastening bolts 3, so that the flanges RF and SF are connected to one another via this.
  • the completely assembled turbine shaft with the gas turbine components S, R, R2, L, L2 and the bearing shaft equipped with several (in the present case six) identical retaining plates 1 on the flange RF of the wheel disc R is then at least twelve threaded bolts 2a to 2d with the compressor shaft W or according to the FIG. 13 - Connected to a device component T of a corresponding simulator and then recorded and set up on a balancing device in the form of a balancing machine.
  • the FIG. 13 shows here in with FIG. 14 Exactly matching sectional view a detail of a balancing device in which the turbine shaft with the device component T, which simulates a compressor shaft W, is connectable.
  • the balancing device is measured in particular, whether in the balancing plane F T corresponding to the FIG. 13 or the FIG. 14 an imbalance is present.
  • a step A1 corresponding to FIG. 10 Accordingly, first the measurement of an imbalance in a step A2.
  • the balancing device outputs whether and where an imbalance exists.
  • the position in the circumferential direction ⁇ ° ⁇ and the amount of imbalance ⁇ g * mm ⁇ are always measured.
  • the imbalance can also be represented as a vector.
  • Figures 9 are exemplified two possible unbalance points U1 at 260 ° (calculated from the junction (A) counterclockwise) and entered U2 at 230 °.
  • a user can now compensate for the determined imbalance by a suitable combination of additionally provided two other types of holding plates 1.1 and 1.2 and the provided set of additional balance elements 4.
  • a corresponding evaluation logic is already deposited in the balancing device to display the user directly number and position exchangeable holding plates 1 and / or number, position and / or weight to be attached additional balance elements 4.
  • the holding plates 1 are at the connection points (B) and (C) by holding plates 1.1 with a net additional weight ("net balance weight") of 12, 5 g to replace. Furthermore, an additional balance element of 2 g and at the connection point (D) an additional balance element of 0.5 g is provided on the unchanged holding plates at the connection point (A).
  • an additional balance element 4 with a weight of 6 g is to be provided on the exchanged retaining plate 1.1 at the connection point (B): (Table 1) (A) (B) (C) (D) (E) (F) total mass Adjusted imbalance 2450g • mm at 260 ° 2g 12.5g + 6g 12.5 g 0.5g - - 33.5 g
  • a correction vector of the order of 2450 g • mm is generated at an angle of 80.5 °, whereby the measured initial imbalance is reduced to 20 , 7 g • mm (residual imbalance) can be corrected.
  • an additional balancing element 4 of 0.5 g is to be arranged at the connection point (F): (Table 2) (A) (B) (C) (D) (E) (F) total mass Adjusted imbalance 4700g • mm at 230 ° 25g + 0.5g 25g + 6g 12.5g + 3g - - 0.5g 72,5g
  • each apparent position (B1), (B2) is in this example that position which is exactly opposite the respective imbalance U1 or U2.
  • a position (B1) or (B2) is not fixed, but variable, ie depending on the angular position of the measured imbalance.
  • the position (B) for the attachment of the balance mass has here the smallest angular offset to the respective position (B1) or (B2).
  • an improved balancing quality can be achieved in a variant with only six joints (balancing positions) for three types of holding plates with a lower number of different heavy weights different from balancing methods previously used in practice.
  • three types of holding elements 1, 1.1 and 1.2 with a minimum weight difference of 15 g and three different heavy types of definable additional balancing elements of 1.25 g, 2.5 g and 3.75 g for the six different, on the periphery be provided along equally distributed joints.
  • FIG. 11 In the sectional view of FIG. 11 is shown on an enlarged scale acting as anti-rotation web 11 with two adjacent bolt heads 20a and 20b.
  • the indentations 100 and 101 on the side faces 110a and 110b facing away from one another at the foot of the web 11 can be seen again.
  • FIGS. 12A to 12D is a variant of a retaining plate 1a for a mounting assembly Ba with only a pair of threaded bolts 2a and 2b illustrated in different views.
  • a comparatively short holding plate 1a defines only two bolt openings 14a and 14b which are separated from each other by a single wedge-shaped and radially extending web 11.
  • the notches 100 and 101 are provided on both sides.
  • the web 11 also forms an anti-rotation device for the two threaded bolts 2a and 2b inserted into the bolt openings 14a and 14b.
  • Two mounting assemblies Ba der FIGS. 12A to 12D may optionally be used as an alternative to a mounting assembly B for four threaded bolts 2a to 2d according to the previously described embodiments. Even with the use of mounting assemblies Ba with only two bolt holes 14a, 14b may be provided for balancing different heavy mounting groups Ba on different heavy plates and / or additional balancing elements. Any additional balancing elements are in this case, for example, mounted below or on a bolt head of a threaded bolt 2a, 2b.
  • each a balancing solution without additional brackets, for example in the form of screws or clamps, provided with balancing weights can be attached to a shaft of a gas turbine.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für die drehfeste Verbindung mindestens zweier rotierender Bauteile in einer Gasturbine, wobei die Baugruppe (B, Ba) wenigstens das Folgende aufweist: - ein Halteelement (1, 1.1,1.2) für mindestens vier Verbindungselemente (2a - 2d), wobei das Halteelement (1, 1.1, 1.2) o für jedes der Verbindungselemente (2a - 2d) eine Öffnung (14a, 14b, 15a, 15b) aufweist, in die ein Abschnitt eines Verbindungselements (2a - 2d) hindurch gesteckt werden kann, und o zwischen zwei Öffnungen (14a, 14b; 15a, 15b) einen Abschnitt (11; 12) ausbildet, der bei in die Öffnungen (14a, 14b; 15a, 15b) eingesteckten Verbindungselementen (2a - 2d) diese gegen ein Verdrehen in der Öffnung (14a, 14b; 15a, 15b) sichert, und - mindestens ein Befestigungselement (3), um das Halteelement (1, 1.1, 1.2) an einem der Bauteile (R, S) zu halten und/oder das Halteelement (1, 1.1, 1.2) und mindestens zwei Bauteile (R, S) der Baugruppe (B, Ba) zu verbinden, bevor die mindestens zwei rotierenden Bauteile (R, S, W) über die Verbindungselemente (2a - 2d) drehfest miteinander verbunden werden. Erfindungsgemäß ist das Befestigungselement (3) zusätzlich dazu eingerichtet und vorgesehen, mindestens ein Wuchtelement (4) an dem Halteelement (1, 1.1, 1.2) festzulegen, um eine Unwucht der rotierenden Bauteile (R, S, W) im Bereich ihrer Verbindung ausgleichen zu können. Dabei ist eine Befestigungsöffnung (13) für das Befestigungselement (3) an dem Halteelement (1, 1.1, 1.2) in etwa mittig zwischen zwei Paaren von Öffnungen (14a, 14b; 15a, 15b) für die Verbindungselemente (2a - 2d) vorgesehen. Darüber hinaus ist ein Auswuchtverfahren vorgeschlagen.The invention relates to an assembly for the non-rotatable connection of at least two rotating components in a gas turbine, wherein the assembly (B, Ba) has at least the following: a holding element (1, 1.1, 2.1) for at least four connecting elements (2a-2d), wherein the holding element (1, 1.1, 1.2) o for each of the connecting elements (2a - 2d) has an opening (14a, 14b, 15a, 15b) into which a portion of a connecting element (2a - 2d) can be inserted, and o a section (11; 12) is formed between two openings (14a, 14b; 15a, 15b), the connecting elements (2a - 2d) inserted into the openings (14a, 14b; 15a, 15b) prevent them from twisting in the opening (14a, 14b, 15a, 15b) ensures and at least one fastening element (3) in order to hold the retaining element (1, 1.1, 1.2) on one of the components (R, S) and / or the retaining element (1, 1.1, 1.2) and at least two components (R, S) the assembly (B, Ba) to connect before the at least two rotating components (R, S, W) via the connecting elements (2a - 2d) rotatably connected to each other. According to the invention, the fastening element (3) is additionally arranged and provided to fix at least one balancing element (4) on the retaining element (1, 1.1, 1.2) in order to compensate for an imbalance of the rotating components (R, S, W) in the region of their connection can. In this case, a fastening opening (13) for the fastening element (3) on the retaining element (1, 1.1, 1.2) is provided approximately in the middle between two pairs of openings (14a, 14b, 15a, 15b) for the connecting elements (2a-2d). In addition, a balancing method is proposed.

Description

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Baugruppe für die drehfeste Verbindung mindestens zweier Bauteile in einer Gasturbine sowie ein Verfahren zum Auswuchten einer Anordnung mit mindestens einer solchen Baugruppe.In particular, the invention relates to an assembly for the non-rotatable connection of at least two components in a gas turbine and to a method for balancing an arrangement with at least one such assembly.

Innerhalb einer Gasturbine müssen unterschiedliche Bauteile drehfest miteinander verbunden werden. Dies trifft sowohl statische, d.h. im Betrieb der Gasturbine und bewegte Bauteile als auch rotierende Bauteile im Bereich einer Verdichter- oder Turbinenstufe. Für die drehfeste Verbindung miteinander bilden die einzelnen Gasturbinenbauteile üblicherweise Flansche mit mehreren Öffnungen oder Bohrungen aus, durch die zur drehfesten Verbindung Verbindungselemente, wie zum Beispiel Gewindebolzen gesteckt und verschraubt werden. Für die drehfeste Verbindung von Gasturbinenbauteilen werden üblicherweise mehrere entlang eines Umfangs eines Gasturbinenbauteils angeordnete Verbindungselemente genutzt. Diese Verbindungselemente können zur Vereinfachung der Montage verdrehsicher an einem der Bauteile gehalten sein, wenn die drehfeste Verbindung mit dem wenigstens einen anderen Bauteil erfolgt. In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise aus der EP 1 091 089 B1 , der US 5,052,891A und der US 2013/0011253 A1 bekannt, an einem separaten Halteelement für zwei Verbindungselemente eine Verdrehsicherung vorzusehen. Über dieses Halteelement sind dann beispielsweise bei als Verbindungselementen vorgesehenen Bolzen die Bolzen an ihren Bolzenköpfen gegen eine Drehung gesichert, wenn auf diese eine Mutter aufgeschraubt wird.Within a gas turbine different components must be rotatably connected to each other. This applies both static, ie in the operation of the gas turbine and moving components and rotating components in the range of a compressor or turbine stage. For the non-rotatable connection with each other, the individual gas turbine components usually form flanges with a plurality of openings or bores, through which connecting elements, such as threaded bolts, are screwed and bolted to the non-rotatable connection. For the rotationally fixed connection of gas turbine components, a plurality of connecting elements arranged along a circumference of a gas turbine component are usually used. These fasteners can be held against rotation on one of the components for ease of assembly, when the rotationally fixed connection is made with the at least one other component. In this context, it is for example from the EP 1 091 089 B1 , of the US 5,052,891A and the US 2013/0011253 A1 known, on a separate retaining element for two connecting elements a rotation provided. By means of this retaining element, for example when the bolts are provided as connecting elements, the bolts are secured against rotation at their bolt heads when a nut is screwed onto them.

Bei der aus der US 2013/0011253 A1 bekannten Lösung für die Verbindung zweier stationärer Gasturbinenbauteile im Bereich eines Gehäuses ist an einem Halteelement zudem ein Befestigungselement in Form eines vorstehenden Zapfens ausgebildet. Hierüber kann das Halteelement an einem der zu verbindenden Bauteile vorpositioniert werden. Der an dem Halteelement ausgeformte Zapfen wird hierfür einfach in eine entsprechende Öffnung an einem randseitigen Flansch des Bauteils eingesteckt. Bei entsprechender Länge des Zapfens kann dieser auch miteinander fluchtende Öffnungen an den mehreren zu verbindenden Bauteilen durchgreifen, um das Halteelement vorzupositionieren.At the time of the US 2013/0011253 A1 known solution for the connection of two stationary gas turbine components in the region of a housing is also formed on a holding element, a fastening element in the form of a projecting pin. Over this, the holding element can be pre-positioned on one of the components to be joined. The pin formed on the holding element is simply inserted into a corresponding opening on an edge flange of the component for this purpose. With an appropriate length of the pin, the latter can also pass through aligned openings on the plurality of components to be connected, in order to pre-position the retaining element.

Aus der Praxis ist ferner bekannt, Halteelemente, an denen die Verbindungselemente für die Verbindung zweier Gasturbinenbauteile verdrehsicherer gehalten sind, auch für die zusätzliche Anbringung von Wuchtgewichten zu nutzen, wenn es sich bei den miteinander zu verbindenden Bauteilen um im Betrieb der Gasturbine rotierende Bauteile handelt. Hierfür ist dann regelmäßig an einem Halteelement ein Abschnitt vorgesehen, an den für das Auswuchten notwendige Gewichte angeklemmt oder angeschraubt werden können. Um den bei rotierenden Bauteilen innerhalb einer Gasturbine bestehenden Anforderungen an eine möglichst geringe Unwucht gerecht zu werden, werden hierbei oftmals entlang einer Kreislinie um eine Rotationsachse der Gasturbinenbauteile mindestens ein Dutzend Befestigungsstellen definiert, an denen jeweils ein Wuchtgewicht angebracht werden kann.From practice it is also known holding elements to which the connecting elements for the connection of two gas turbine components are held against rotation, to use for the additional attachment of balancing weights, if it is in the components to be interconnected to rotate during operation of the gas turbine components. For this purpose, a section is then regularly provided on a holding element, can be clamped or screwed to the necessary weights for balancing. In order to meet the requirements for the smallest possible imbalance in rotating components within a gas turbine, this often at least a dozen attachment points are defined along a circular line around a rotation axis of the gas turbine components, to each of which a balancing weight can be attached.

In der EP 1 380 722 B1 ist vorgeschlagen, sogenannte Kratzschutzplatten unterschiedlicher Form und Masse für das Auswuchten an rotierenden Gasturbinenbauteilen vorzusehen. Über derartige Kratzschutzplatten wird verhindert, dass bei der Montage ein für die drehfeste Verbindung genutzter Bolzen oder eine hierfür genutzte Schraube über seinen Bolzen- oder Schraubenkopf direkt an einer Flanschoberfläche an einem der Bauteile anliegt und der Bolzenkopf bei der Montage die Flanschoberfläche beschädigt. Die als Halteelemente nutzbaren Kratzschutzplatten der EP 1 380 722 B1 werden üblicherweise mit separat anzubringenden Verdrehsicherungen kombiniert, um bei der Montage die Bolzenköpfe in Position zu halten.In the EP 1 380 722 B1 It is proposed to provide so-called scratch protection plates of different shape and mass for balancing on rotating gas turbine components. About such scratch protection plates prevents that used during the assembly a bolt used for the rotationally fixed connection or a screw used for this via its bolt or screw head directly to a flange on one of the components and the bolt head damaged during assembly, the flange surface. The scratch protection plates of the EP 1 380 722 B1 are usually combined with separately mounted anti-rotation devices to hold the bolt heads in place during assembly.

Ausgehend von dem zuvor genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die drehfeste Verbindung zweier Gasturbinenbauteile über mehrere (mindestens zwei) Verbindungselemente, wie zum Beispiel Gewindebolzen oder Schrauben, zu verbessern und den Montageprozess zu vereinfachen sowie bei rotierenden Gasturbinenbauteilen das Auswuchten zu erleichtern.Based on the aforementioned prior art, the present invention seeks to improve the rotationally fixed connection of two gas turbine components via several (at least two) fasteners, such as threaded bolts or screws, and to simplify the assembly process and to facilitate balancing in rotating gas turbine components ,

Diese Aufgabe wird sowohl mit einer Baugruppe des Anspruchs 1 als auch mit einem Auswuchtverfahren des Anspruchs 9 gelöst.This object is achieved both with an assembly of claim 1 and with a balancing method of claim 9.

Erfindungsgemäß ist eine Baugruppe für die drehfeste Verbindung mindestens zweier rotierender Bauteile in einer Gasturbine vorgeschlagen, wobei diese Baugruppe wenigstens ein Halteelement, mindestens zwei Verbindungselemente und mindestens ein Befestigungselement umfasst. Die mindestens zwei typischerweise längserstreckten Verbindungselemente, zum Beispiel in Form von (Gewinde-) Bolzen, Gewindestäben oder Schrauben, sind zur drehfesten Verbindung der beiden Bauteile aneinander vorgesehen. Das Halteelement weist für jedes der Verbindungselemente eine Öffnung auf, in die ein Abschnitt eines Verbindungselements entlang einer Einsteckachse hindurch gesteckt werden kann. Zwischen zwei Öffnungen bildet das Halteelement einen vorzugsweise stegartigen Abschnitt aus, der bei in die Öffnungen eingesteckten Verbindungselementen diese gegen eine Verdrehung in der Öffnung um die Einsteckachse sichert. Über das Befestigungselement wird das Halteelement z.B. an wenigstens einem der Bauteile gehalten, bevor die Bauteile über die Verbindungselemente drehfest miteinander verbunden werden. Zusätzlich ist das Befestigungselement vorliegend dazu eingerichtet und vorgesehen, mindestens ein Wuchtelement an dem Halteelement festzulegen, um eine Unwucht der rotierenden Bauteile im Bereich ihrer Verbindung ausgleichen zu können. Das mindestens eine Befestigungselement erfüllt somit eine Doppelfunktion. Einerseits ist hierüber das Halteelement bestimmungsgemäß vorpositionierbar. Andererseits dient das Befestigungselement der Festlegung mindestens eines Wuchtelements (Wuchtgewichts), über das eine detektierte Unwucht ausgeglichen werden kann. Dabei ist eine Befestigungsöffnung für das Befestigungselement an dem Halteelement in etwa mittig zwischen zwei Paaren von Öffnungen für die Verbindungselemente vorgesehen.According to the invention, an assembly for the rotationally fixed connection of at least two rotating components in a gas turbine is proposed, this assembly comprising at least one retaining element, at least two connecting elements and at least one fastening element. The at least two typically elongated connecting elements, for example in the form of (threaded) bolts, threaded rods or screws, are provided for non-rotatable connection of the two components to one another. The holding element has, for each of the connecting elements, an opening into which a portion of a connecting element can be inserted along an insertion axis. Between two openings, the holding element forms a preferably web-like portion which, when the connecting elements are inserted in the openings, secures them against rotation in the opening around the insertion axis. Via the fastening element, the retaining element is e.g. held on at least one of the components before the components are rotatably connected to one another via the connecting elements. In addition, the fastening element in the present case is set up and provided to fix at least one balancing element on the retaining element in order to be able to compensate for an imbalance of the rotating components in the region of their connection. The at least one fastening element thus fulfills a dual function. On the one hand, the retaining element can be pre-positioned as intended. On the other hand, the fastener is used to establish at least one balancing element (balancing weight) over which a detected imbalance can be compensated. In this case, a fastening opening for the fastening element is provided on the holding element approximately centrally between two pairs of openings for the connecting elements.

Die in etwa mittige Anordnung des Befestigungselements, an dem ein (Zusatz ) Wuchtelement festgelegt werden kann, und die damit vorzugweise einhergehende - bezogen auf eine durch das Befestigungselement und radial zu einer Rotationsachse der miteinander verbundenen Bauteile verlaufende Achse - symmetrische Gestaltung eines Halteelements erlaubt eine Änderung des Wuchtgewichts im Bereich des Massenschwerpunkts des Halteelements. Mit anderen Worten bleibt der Massenschwerpunkt im Wesentlichen unverändert, auch wenn das Halteelement mit einem oder mehreren zusätzlichen Wuchtelementen kombiniert wird. Das Befestigungselement stellt somit bevorzugt eine Anbringungsstelle für mindestens ein zusätzliches Wuchtelement im Bereich des Massenschwerpunktes des Halteelements bereit. Dabei verläuft der Massenschwerpunkt des Wuchtelements im eingebauten Zustand z.B. in etwa auf einer radialen Achse, die durch den Massenschwerpunkt des Halteelements und durch die Rotationsachse der miteinander verbundenen Bauteile verläuft. Da hierdurch bei einer Erhöhung eines Wuchtgewichts an dem Halteelement keine Veränderung des Massenschwerpunktes in Bezug auf die veränderte Wuchtmasse berücksichtigt werden muss, lässt sich ein Auswuchtverfahren leichter automatisieren.The approximately central arrangement of the fastener on which an (additional) balancing element can be fixed, and thus preferably associated - with respect to a through the fastener and radially to a rotational axis of the interconnected components extending axis - symmetrical design of a Holding element allows a change in the balance weight in the region of the center of mass of the holding element. In other words, the center of gravity remains substantially unchanged, even if the holding element is combined with one or more additional balancing elements. The fastening element thus preferably provides an attachment point for at least one additional balancing element in the region of the center of gravity of the retaining element. In this case, the center of gravity of the balancing element runs in the installed state, for example, approximately on a radial axis which extends through the center of mass of the holding element and through the axis of rotation of the interconnected components. Since, as a result, an increase in a balancing weight on the holding element does not necessitate any change in the center of mass relative to the modified balancing mass, it is easier to automate a balancing process.

Vorzugsweise ist das Befestigungselement als separates Bauteil ausgebildet, das durch eine Halteöffnung des Halteelements greift. Das Befestigungselement kann somit beispielsweise ein Gewindebolzen oder eine Schraube sein. Auf diesen Bolzen oder diese Schraube wird dann in einer Ausführungsvariante eine Mutter geschraubt, um das Halteelement an wenigstens einem der Bauteile festzulegen, bevor die drehfeste Verbindung über die zusätzlichen Verbindungselemente erfolgt. Ein Wuchtelement oder mehrere Wuchtelemente können hierbei beispielsweise über einen (Bolzen- oder Schrauben-) Kopf des jeweiligen Befestigungselements an dem Halteelement gehalten sein. Alternativ oder ergänzend kann ein Wuchtelement über eine mit dem Befestigungselement verbundene Mutter an dem Halteelement gehalten sein, zum Beispiel wenn das Befestigungselement in Form eines Bolzens oder einer Schraube so positioniert ist, dass der Bolzen- oder Schraubenkopf in Richtung einer Verdichterwelle zeigt.Preferably, the fastening element is designed as a separate component which engages through a retaining opening of the retaining element. The fastener may thus be, for example, a threaded bolt or a screw. In this embodiment, a nut is screwed onto this bolt or screw in order to fix the retaining element to at least one of the components before the rotationally fixed connection takes place via the additional connecting elements. A balancing element or a plurality of balancing elements can be held on the retaining element, for example via a (bolt or screw) head of the respective fastening element. Alternatively or additionally, a balancing element may be held on the retaining element via a nut connected to the fastening element, for example when the fastening element in the form of a bolt or a screw is positioned such that the bolt or screw head points in the direction of a compressor shaft.

Dementsprechend wird es auch bevorzugt, dass ein an dem Befestigungselement festgelegtes Wuchtelement über das Befestigungselement formschlüssig an dem Halteelement fixiert ist. Über den Formschluss ist dann auch sichergestellt, dass das jeweilige Wuchtelement gerade bei sehr schnell rotierenden Gasturbinenbauteilen sicher an dem Halteelement und damit den Gasturbinenbauteilen gehalten ist.Accordingly, it is also preferred that a balancing element fixed to the fastening element is fixed in a form-fitting manner to the retaining element via the fastening element. About the form fit is then also ensured that the respective balancing element is held securely in particular at very fast rotating gas turbine components to the holding element and thus the gas turbine components.

Der von dem Halteelement ausgebildete Abschnitt zur Sicherung der Verbindungselemente gegen ein Verdrehen ist zum Beispiel stegartig ausgebildet. Beispielsweise erstreckt sich ein solcher stegartiger Abschnitt radial bezogen auf eine Rotationsachse der beiden drehfest miteinander verbundenen Gasturbinenbauteile, wenn die Baugruppe bestimmungsgemäß montiert wurde. Zwei Verbindungselemente können somit axial durch die entsprechenden Öffnungen an dem Halteelement eingesteckt werden. Ein Verdrehen der in die Öffnung eingesteckten Verbindungselemente ist dann aber über den sich zwischen den Öffnungen befindlichen stegartigen Abschnitt verhindert.The trained by the holding member portion for securing the connecting elements against rotation is formed, for example, web-like. For example, such a web-like portion extends radially with respect to a rotational axis of the two rotatably connected gas turbine components, when the module was installed as intended. Two connecting elements can thus be inserted axially through the corresponding openings on the holding element. A twisting of the inserted into the opening connecting elements is then prevented but over the located between the openings web-like portion.

Um gerade bei kreisringförmigen Flanschen zweier im Betrieb der Gasturbine rotierender Bauteile eine Anlage der Verbindungselemente, zum Beispiel im Bereich von Bolzenköpfen, an einem zur Verdrehsicherung vorgesehenen Abschnitt des Halteelements zu verbessern, ist dieser in einer Ausführungsvariante keilförmig ausgebildet. Hierbei verbreitert sich der Abschnitt in einer radial nach außen weisenden Richtung, um für zwei auf gegenüberliegenden Seiten dieses keilsförmigen Abschnitts angrenzenden Bolzen- oder Schraubenköpfen eine größere Anlagefläche bereitzustellen.In order to improve in an annular flange of two rotating in operation of the gas turbine components a system of fasteners, for example in the range of bolt heads on a provided for preventing rotation portion of the support member, this is wedge-shaped in one embodiment. Here, the portion widened in a radially outward direction to provide a larger contact surface for two bolt or screw heads adjacent to opposite sides of this wedge-shaped portion.

Um für einen Kopf eines Verbindungselements an dem Halteelement eine größere Anlagefläche in Verbindungs- oder Steckrichtung bereitzustellen, ist in einem Ausführungsbeispiel am Fuß eines stegartigen Abschnitts an der Basis des Halteelements, an der die Verbindungselemente anliegen und an der der stegartige Abschnitt erhaben vorsteht, eine längserstreckte Einkerbung vorgesehen. Über diese Einkerbung ist eine Auflagefläche für einen Kopf des Verbindungselements vergrößert, ohne hierfür das Halteelement oder den Kopf des Verbindungselements selbst vergrößern zu müssen. Die längserstreckte Einkerbung am Fuß des stegartigen Abschnitts ist hierbei nach Art eines Freistichs dazu genutzt, den Kopf des Verbindungselements oberhalb der Einkerbung in definierter Weise an dem stegartigen Abschnitt anliegen zu lassen oder zumindest hieran angrenzend positionieren zu können.In order to provide a larger contact surface in the connecting or plugging direction for a head of a connecting element on the holding element, in one embodiment, at the foot of a web-like portion at the base of the holding element on which abut the connecting elements and projecting on the web-like portion, an elongated Notch provided. About this notch, a support surface for a head of the connecting element is increased, without having to increase the holding element or the head of the connecting element itself. The elongated notch at the foot of the web-like portion is hereby used in the manner of an undercut to allow the head of the connecting element above the notch to rest in a defined manner on the web-like portion or at least adjacent to position.

Zwar ist die Ausbildung einer längserstreckten Einkerbung am Fuß des stegartigen, als Verdrehsicherung wirkenden Abschnitts gerade für die drehfeste Verbindung zweier im Betrieb der Gasturbine rotierender Bauteile von Vorteil. Jedoch ist eine derart optimierte Verbindung auch bei statischen Bauteilen, die drehfesten miteinander zu verbinden sind, von Vorteil. Dieser Aspekt ist somit nicht auf rotierende Gasturbinenbauteile und insbesondere nicht in diesem Bereich verwendete Schrauben- oder Bolzenverbindungen für rotierende Bauteile einer Verdichter- oder Turbinenstufe der Gasturbine beschränkt.Although the formation of a longitudinally extending notch at the foot of the web-like section acting as an anti-rotation device is advantageous especially for the non-rotatable connection of two components rotating in operation of the gas turbine. However, such an optimized connection is also advantageous for static components which are to be connected to one another in a rotationally fixed manner. This aspect is thus not limited to rotating gas turbine components and especially not used in this area screw or bolt connections for rotating components of a compressor or turbine stage of the gas turbine.

Eine erfindungsgemäß ausgestaltete Baugruppe kommt bevorzugt in einer Anordnung zum Einsatz, bei der die mindestens zwei Gasturbinenbauteile über eine erfindungsgemäß ausgestaltete Baugruppe oder mehrerer solcher Baugruppen drehfest miteinander verbunden sind.An assembly designed according to the invention is preferably used in an arrangement in which the at least two gas turbine components are connected via a Inventively designed assembly or more such assemblies are rotatably connected to each other.

Beispielsweise sind wenigstens zwei erfindungsgemäß ausgestaltete Baugruppen, je mit Halteelement, mindestens zwei Verbindungselementen und einem Befestigungselement, entlang einer Kreislinie um eine Rotationsachse zweier rotierender Gasturbinenbauteile zueinander beabstandet angeordnet, um die wenigstens zwei Gasturbinenbauteile drehfest miteinander zu verbinden. Durch die Möglichkeit über das Befestigungselement zusätzliche Wuchtelemente zum Auswuchten festlegen zu können, hat sich gezeigt, dass bei entsprechender Dimensionierung des Halteelements und der Wuchtelemente weniger als ein Dutzend, vorzugsweise weniger als neun Verbindungsstellen ausreichend sind, um die wenigstens zwei Gasturbinenbauteile mittels erfindungsgemäß ausgestrahlte Baugruppen drehfest miteinander zu verbinden und ausreichende Möglichkeiten zum Auswuchten vorzusehen. An jeder der Verbindungsstellen ist dann beispielsweise ein Halteelement mit mindestens zwei oder vier Verbindungselementen vorgesehen. In einer Ausführungsvariante sind beispielsweise entlang einer Kreislinie an einem kreisringförmigen Flansch eines Rotorbauteils sechs Verbindungsstellen äquidistant verteilt vorgesehen.For example, at least two assemblies designed according to the invention, each with a retaining element, at least two connecting elements and a fastening element, are arranged spaced apart from each other along a circular line about an axis of rotation of two rotating gas turbine components in order to non-rotatably connect the at least two gas turbine components. By being able to determine additional balancing elements via the fastening element for balancing, it has been shown that with appropriate dimensioning of the holding element and the balancing elements less than a dozen, preferably less than nine joints are sufficient to rotate the at least two gas turbine components by means of assemblies radiated according to the invention connect with each other and provide sufficient possibilities for balancing. At each of the connection points, a holding element with at least two or four connecting elements is then provided, for example. In one embodiment, for example, six connection points are distributed equidistantly along a circular line on an annular flange of a rotor component.

Zur Reduzierung des Aufwands beim Auswuchten und zur Verringerung der für das Auswuchten benötigten Komponenten, ist in einer Weiterbildung vorgesehen, ein Halteelement für wenigstens zwei Verbindungselemente selbst als Wuchtelement zu nutzen und nicht nur das (zusätzlich) über das Befestigungselement hieran festgelegte Wuchtelement oder Wuchtgewicht. So können wenigstens zwei Baugruppen mit unterschiedlich schweren Halteelementen entlang einer Kreislinie um eine Rotationsachse der Gasturbinenbauteile zueinander beabstandet vorgesehen sein, um hierüber eine festgestellte Unwucht im Bereich der Verbindung der wenigstens zwei Gasturbinenbauteile auszugleichen. So können beispielsweise unterschiedlich schwere Halteelemente für erfindungsgemäß ausgestaltete Baugruppen vorgehalten sein, die je nach Bedarf, d.h., zum Ausgleichen einer entsprechenden Unwucht, und für das Halten der Verbindungselemente verwendbar sind.In order to reduce the burden of balancing and to reduce the components required for balancing, it is provided in a development to use a holding element for at least two fasteners themselves as a balancing element and not only the (in addition) via the fastener thereto fixed balancing element or balancing weight. Thus, at least two subassemblies with differently heavy holding elements along a circular line around a rotational axis of the gas turbine components may be provided spaced from each other to compensate for this a detected imbalance in the region of the connection of the at least two gas turbine components. For example, differently heavy holding elements can be provided for assemblies designed according to the invention, which can be used as required, that is to say for compensating a corresponding imbalance, and for holding the connecting elements.

In einem Ausführungsbeispiel sind unterschiedlich schwere Halteelemente mit identischer Länge ausgebildet. Unter einer "Länge" des Halteelements wird hierbei üblicherweise die Umfangslänge entlang einer Umfangsrichtung um die Rotationsachse verstanden. Ein schwereres der mindestens zwei Halteelemente weist hier dann aber in mindestens einem Abschnitt eine größere Dicke und/oder Breite auf, wenn es aus demselben Material gefertigt ist. Die unterschiedlich schweren Halteelemente können somit beispielsweise bezogen auf eine Rotationsachse der wenigstens zwei miteinander drehfest zu verbindenden Bauteile der Anordnung in radialer Richtung gleich breit und in Umfangsrichtung gleich lang sein, sind aber im Bereich wenigstens eines Abschnitts unterschiedlich dick. Die Längen der unterschiedlichen schweren Haltelemente in Umfangsrichtung sind vorzugsweise zwecks Austauschbarkeit stets gleich. Ob die Breite oder die Dicke oder beide Größen bei unterschiedlich schweren Halteelementen verschieden gewählt sein können, hängt üblicherweise von den äußeren Randbedingungen (wie z.B. Bauraum, einer konstanten Klemmlänge der Verbindungselemente, etc.) ab.In one embodiment, different weight holding elements are formed with identical length. In this case, a "length" of the holding element is usually understood to mean the circumferential length along a circumferential direction about the axis of rotation. However, a heavier of the at least two retaining elements here has a greater thickness and / or width in at least one section when it is made of the same Material is made. The differently heavy holding elements can thus, for example, based on an axis of rotation of at least two non-rotatably connected components of the assembly in the radial direction the same width and circumferentially the same length, but are at least a portion of different thickness. The lengths of the different heavy holding elements in the circumferential direction are preferably always the same for interchangeability. Whether the width or the thickness or both sizes can be chosen differently for differently heavy holding elements, usually depends on the external boundary conditions (such as space, a constant clamping length of the connecting elements, etc.).

Durch die Nutzung eines Halteelements selbst als möglichem Wuchtgewicht und der Möglichkeit, hieran über das ohnehin vorgesehene Befestigungselement wenigstens ein zusätzliches Wuchtelement und damit Wuchtgewicht festlegen zu können, ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein verbessertes Auswuchtverfahren vorgeschlagen.By using a holding element itself as a possible balancing weight and the ability to set it on the already provided fastener at least one additional balancing element and thus balancing weight, according to a further aspect of the invention, an improved balancing method is proposed.

Hierbei werden zunächst mindestens zwei unterschiedlich schwere erste und zweite Halteelemente mit je mindestens einem Befestigungselement sowie mindestens ein Wuchtelement, das über ein Befestigungselement an einem ersten oder zweiten Halteelement festlegbar ist, bereitgestellt. Nach einer ersten Variante werden die mindestens zwei im Betrieb der Gasturbine rotierenden Gasturbinenbauteilen drehfest miteinander verbunden, so dass sie gemeinsam um dieselbe Rotationsachse rotieren. Hierbei sind die für die drehfeste Verbindung benötigten Verbindungselemente durch identisch ausgebildete und gleich schwere erste Halteelemente geführt. Vorzugsweise wurden diese Halteelemente vor der Verbindung an einem der Gasturbinenbauteile fixiert. Gegebenenfalls sind die entsprechenden Verbindungselemente bereits an ein Halteelement eingesteckt und hieran vorpositioniert, bevor das jeweilige Halteelement an dem Gasturbinenbauteil fixiert wird. Anschließend wird eine Unwucht im Bereich der Verbindung der mindestens zwei Gasturbinenbauteile, z.B. mittels einer Auswuchtvorrichtung in Form einer Wuchtmaschine, gemessen. Wird eine Unwucht festgestellt, wird wenigstens eines der ersten Halteelemente durch ein zweites Halteelement mit einem anderen Gewicht ausgetauscht und/oder es wird mindestens ein Wuchtelement an einem der Halteelemente angebracht, um die Unwucht auszugleichen. Hierbei können letztendlich auch mehrere Wuchtelemente vorgesehen und über ein Befestigungselement an einem ersten oder zweiten Halteelement festlegbar sein.In this case, first at least two differently heavy first and second holding elements, each with at least one fastening element and at least one balancing element which can be fixed via a fastening element on a first or second holding element, are provided. According to a first variant, the at least two gas turbine components rotating in operation of the gas turbine are connected to each other in a rotationally fixed manner, so that they rotate together about the same axis of rotation. Here, the connection elements required for the rotationally fixed connection are guided by identically designed and equally heavy first holding elements. Preferably, these retaining elements were fixed to one of the gas turbine components prior to connection. Optionally, the corresponding connecting elements are already plugged into a holding element and prepositioned thereto before the respective holding element is fixed to the gas turbine component. Subsequently, an imbalance in the region of the connection of the at least two gas turbine components, for example by means of a balancing device in the form of a balancing machine, measured. If an imbalance is found, at least one of the first holding elements is replaced by a second holding element with a different weight and / or at least one balancing element is attached to one of the holding elements to compensate for the imbalance. In the process, a plurality of balancing elements can ultimately also be provided and fixed to a first or second retaining element via a fastening element.

Nach einer zweiten Variante wird zum Auswuchten eine Auswuchtvorrichtung eingesetzt, die wenigstens eines der im Betrieb rotierenden und dann drehfest miteinander verbundenen Gasturbinenbauteil durch ein maßgeschneidertes, ggf. mehrteiliges Vorrichtungsbauteil, einen sogenannten Dummy, simuliert. Beispielsweise handelt es sich bei wenigstens einem der Gasturbinenbauteile um ein Bauteil einer Hochdruckturbine eines Gasturbinentriebwerks und bei dem wenigstens einen anderen Gasturbinenbauteil um ein Bauteil eines Verdichters des Gasturbinentriebwerks, z.B. eine Verdichterwelle. Über die Auswuchtvorrichtung, üblicherweise in Form einer sogenannten "Wuchtmaschine", wird dann beispielsweise die Hochdruckturbine oder der Verdichter simuliert und eine Schnittstelle zur drehfesten Verbindung mit dem auszuwuchtenden Gasturbinenbauteil oder mehreren auszuwuchtenden, bereits - z.B. über mehrere Befestigungselemente - aneinander fixierten Gasturbinenbauteilen ausgebildet.According to a second variant, a balancing device is used for balancing, which simulates at least one of the rotating during operation and then rotatably interconnected gas turbine component by a custom-made, possibly multi-part device component, a so-called dummy. For example, at least one of the gas turbine components is a component of a high-pressure turbine of a gas turbine engine and the at least one other gas turbine component is a component of a compressor of the gas turbine engine, e.g. a compressor shaft. By means of the balancing device, usually in the form of a so-called "balancing machine", the high-pressure turbine or the compressor is then simulated, for example, and an interface for the rotationally fixed connection with the gas turbine component or a plurality of balancing components already to be balanced - e.g. formed over several fasteners - each other fixed gas turbine components.

Bei einem erfindungsgemäßen Auswuchtverfahren sowohl nach der ersten als auch nach der zweiten Alternative ist bei vergleichsweise geringer Anzahl möglicher Verbindungsstellen für Halteelemente (Wuchtpositionen) und einer - gegenüber bisher üblichen Ansätzen - reduzierten Anzahl von einem oder mehreren zusätzlichen Wuchtgewichten mit unterschiedlicher Masse trotzdem eine sehr hohe Wuchtgüte erreichbar. Erfindungsgemäß ist hierfür des Weiteren vorgesehen, dass ein Satz von mindestens zwei unterschiedlich schweren und hinsichtlich ihrer Gewichts zueinander abgestuften Typen an Wuchtelementen bereitgestellt wird, die über ein Befestigungselement an den Halteelementen festlegbar sind, um eine Unwucht auszugleichenIn a balancing method according to the invention both after the first and after the second alternative is still a very high balancing quality with a comparatively small number of possible joints for holding elements (balancing positions) and - compared to previously common approaches - reduced number of one or more additional balancing weights with different mass reachable. According to the invention, it is further provided for this purpose to provide a set of at least two types of balancing elements of different weight and with respect to their weight, which can be fixed to the holding elements via a fastening element in order to compensate for an imbalance

In einem Ausführungsbeispiel werden ferner mindestens drei unterschiedlich schwere erste, zweite und dritte Halteelemente mit je mindestens einem Befestigungselement bereitgestellt. Die ersten Halteelemente weisen dabei ein erstes (Standard-) Gewicht auf und sind zum erstmaligen Verbinden der mindestens zwei drehfesten miteinander zu verbindenden Bauteilen aneinander vorgesehen. Wird eine Unwucht festgestellt, stehen die zweiten und dritten Halteelemente mit hiervon abweichenden höheren Gewichten, also zweite und dritte Halteelemente einer zweiten und dritten Gewichtsstufe, zur Verfügung, um die Unwucht auszugleichen. Bevorzugt, insbesondere bei größeren Unwuchten erfolgt hierbei über das Gewicht der zweiten und dritten Halteelemente die Anbringung eines um ein Vielfaches größeren Wuchtgewichts als bei der (zusätzlichen) Anbringung eines (Zusatz-) Wuchtelements, das an einem Befestigungselement eines ersten, zweiten oder dritten Halteelements festgelegt wird.In one embodiment, at least three differently heavy first, second and third holding elements are provided, each with at least one fastening element. The first holding elements in this case have a first (standard) weight and are provided for the first time connecting the at least two non-rotatable components to be joined together. If an imbalance is found, the second and third holding elements with deviating higher weights, ie second and third holding elements of a second and third weight stage, are available to compensate for the imbalance. Preferably, in particular for larger imbalances takes place here on the weight of the second and third holding elements attachment of a much greater balancing weight than in the (additional) attachment of an (additional) balancing element, which is fixed to a fastener of a first, second or third support member becomes.

Um über die zweiten und dritten Halteelemente ein Wuchtgewicht in gleich bleibenden Stufen erhöhen zu können, ist eine Gewichtsdifferenz zwischen den Gewichten eines zweiten und eines ersten Halteelements identisch zu der Gewichtsdifferenz zwischen den Gewichten eines dritten und zweiten Halteelements. Die Gewichtsunterschiede zwischen Halteelementen benachbarter Gewichtsstufen - bezogen auf einen Teilkreisradius um eine Rotationsachse - sind somit identisch und liegen beispielsweise bei 12,5 g. Hierbei wie auch im Folgenden beziehen sich die Begriffe "Gewicht" und "Gewichtsdifferenz" zwischen den Halteelementen immer auf die tatsächlich wirkende Wuchtmasse (also das Netto-Mehrgewicht, welches zur Korrektur einer Unwucht zur Verfügung steht).In order to be able to increase a balancing weight in constant stages via the second and third holding elements, a weight difference between the weights of a second and a first holding element is identical to the weight difference between the weights of a third and second holding element. The differences in weight between holding elements of adjacent weight stages-based on a pitch circle radius about an axis of rotation-are thus identical and are, for example, 12.5 g. Here, as well as in the following, the terms "weight" and "weight difference" between the holding elements always refer to the actually acting balancing mass (ie the net additional weight, which is available to correct an imbalance).

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Gesamtgewicht eines einzelnen über ein Befestigungselement an einem Halteelement anbringbaren Wuchtelementes oder das Gesamtgewicht mehrerer über ein Befestigungselement an einem Halteelement anbringbarer (unterschiedlich oder gleich schwerer) Wuchtelemente genau einer minimalen, d.h., der geringst möglichen Gewichtsdifferenz zwischen zwei unterschiedlich schweren Halteelementen (benachbarter Gewichtsstufen) entspricht. Anstelle das Halteelement einer ersten Gewichtsstufe gegen ein nächst schwereres Halteelement einer benachbarten Gewichtsstufe austauschen zu müssen, kann somit in dieser Variante stattdessen ein zusätzliches Wuchtelement mit demselben Netto-Mehrgewicht zum Ausgleich einer entsprechenden Unwucht verwendet werden.For example, it can be provided that the total weight of a single attachable via a fastener to a holding element balancing element or the total weight of several attachable via a fastener on a holding element (different or equal weight) balancing exactly one, ie, the lowest possible weight difference between two different heavy Holding elements (adjacent weight levels) corresponds. Instead of having to replace the holding element of a first weight level against a next heavier holding element of an adjacent weight level, can thus be used in this variant, instead, an additional balancing element with the same net extra weight to compensate for a corresponding imbalance.

In einer anderen Variante ist vorgesehen, dass eine Gewichtsdifferenz, die durch ein an einem Halteelement festlegbares Wuchtelement oder mehrere an dem Halteelement festlegbare Wuchtelemente bereitgestellt werden kann, genau der Hälfte oder maximal der Hälfte der minimalen Gewichtsdifferenz zwischen zwei unterschiedlich schweren Halteelementen entspricht. Mit anderen Worten sind beispielsweise mehrere (mindestens zwei) gleich oder unterschiedlich schwere Wuchtelemente über das eine Befestigungselement an einem Halteelement festlegbar und die minimale Gewichtsdifferenz zwischen unterschiedlich schweren Halteelementen ist (a) genauso groß wie oder (b) größer als das Doppelte des maximalen Gesamtgewichts aller über ein Befestigungselement an einem Halteelement bestimmungsgemäß festlegbaren Wuchtelemente. Mit anderen Worten sind hier mehrere Wuchtelemente vorgesehen und feiner abgestuft als die unterschiedlich schweren Halteelemente, um über die an einem Befestigungselement festlegbaren Wuchtelemente eine genauere Abstimmung zum Ausgleich einer Unwucht vornehmen zu können.In another variant, it is provided that a weight difference which can be provided by a balancing element which can be fixed to a holding element or several balancing elements which can be fixed to the holding element corresponds to exactly half or at most half the minimum weight difference between two differently heavy holding elements. In other words, for example, several (at least two) balancing elements of equal or different strength can be fixed to a holding element via the one fastening element and the minimum weight difference between differently heavy holding elements is (a) the same as or (b) greater than twice the maximum total weight of all About a fastener on a holding element intended determinable balancing elements. In other words, several balancing elements are provided here and finer graded than the differently heavy holding elements in order to make a more precise vote to compensate for an imbalance on the fixable on a fastener balancing elements can.

In einem Ausführungsbeispiel nach der vorgenannten Variante (a) sind z.B. drei unterschiedlich schwerere Typen von Wuchtelementen zu 1,25 g, 2,5 g und 3,75 g vorgesehen, von denen maximal zwei Wuchtelemente (z.B. zu je 3,75 g) über ein Befestigungselement an einem Halteelement festlegbar sind. Die Halteelemente unterscheiden sich hier dann in Gewichten zu 15 g (= 2 x (3,75 g + 3,75 g)), 30 g und 45 g, so dass hierüber selbst bei einer geringeren Anzahl von möglichen, durch die Verbindungsstellen der Bauteile definierten Wuchtpositionen (z.B. sechs) in 1,25 g Schritten Ausgleichswuchtmassen über lediglich drei unterschiedlich schwere Halteelemente und lediglich drei unterschiedlich schwere Wuchtelemente bereitgestellt werden können (vgl. auch Tabellen 3a bis 3d).In an embodiment according to the aforementioned variant (a), e.g. three different heavier types of balancing elements to 1.25 g, 2.5 g and 3.75 g provided, of which a maximum of two balancing elements (for example, to 3.75 g) via a fastener to a holding element can be fixed. The holding elements are then different in weights of 15 g (= 2 x (3.75 g + 3.75 g)), 30 g and 45 g, so even here with a smaller number of possible, through the connection points of the components defined balancing positions (eg six) in 1.25 g steps Balancing balancing masses can be provided over only three differently heavy holding elements and only three different heavy weight balancing elements (see also Tables 3a to 3d).

Alternativ ist für eine Abstufung der möglichen Wuchtmassen in gleichbleibenden Schritten eine Variante vorgesehen, bei der ein einzelnes Wuchtelement über das Befestigungselement an einem Halteelement anbringbar ist und dieses Wuchtelement ein Gewicht aufweist, das genau der Hälfe der minimalen Gewichtsdifferenz zwischen zwei unterschiedlich schweren Halteelementen entspricht. Hier gibt es dann z.B. ein oder mehrere unterschiedlich schwere Halteelemente (z.B. mit einem Netto-Mehrgewicht von 10 g je Gewichtsstufe) und ein Wuchtelement (z.B. mit einem Netto-Mehrgewicht von 5 g), wobei jeweils nur ein Halteelement und über das Befestigungselement ein Wuchtelement des Satzes unterschiedlicher Wuchtelemente an den Verbindungsstellen fixiert werden können. Indem das Netto-Mehrgewicht zwischen den Halteelementen genau dem Doppelten des Gewichts des bei Bedarf zusätzlich anbringbaren Wuchtelements entspricht, kann die Wuchtmasse in gleichbleibenden Abstufungen um den Betrag des Gewichts des Wuchtelementes erhöht werden (z.B. in Stufen zu 5 g).Alternatively, a variant is provided for a gradation of the possible balancing masses in constant steps, in which a single balancing element can be attached to a holding element via the fastening element and this balancing element has a weight which corresponds to exactly half of the minimum weight difference between two differently heavy holding elements. Here then there is e.g. one or more differently heavy holding elements (eg with a net additional weight of 10 g per weight level) and a balancing element (eg with a net additional weight of 5 g), wherein in each case only one holding element and on the fastener a balancing element of the set of different balancing elements can be fixed to the joints. By equating the net excess weight between the holding elements to exactly twice the weight of the additional force element which can be additionally attached as needed, the balance mass can be increased in constant increments by the amount of weight of the balancing element (e.g., in 5 g increments).

In einem Ausführungsbeispiel nach der vorgenannten Variante (b) übersteigt bei Verwendung mehrerer unterschiedlich schwerer Wuchtelemente für ein Feinwuchten die minimale Gewichtsdifferenz zwischen zwei Halteelementen das Doppelte des maximalen Gesamtgewichts aller Wuchtelemente nur um genau den Betrag einer minimalen Gewichtsdifferenz zwischen unterschiedlich schweren Wuchtelementen. Beispielsweise beträgt eine minimale Gewichtsdifferenz unterschiedlich schwerer Halteelemente dann 12,5 g und eine minimale Gewichtsdifferenz zwischen unterschiedlichen Wuchtelementen 0,5 g. Das maximale Gesamtgewicht aller mit einem Befestigungselement fixierbaren Wuchtelemente soll hier dann 6 g betragen (12,5 g = 2 x 6 g + 0,5 g oder (12,5 g - 0,5 g)/2 = 6 g). Eine durch ein Wuchtelement oder mehrere Wuchtelemente mögliche zusätzliche Gewichtsdifferenz (6g) ist hier somit geringer als die Hälfte (6,25 g) der minimalen, d.h., der geringst möglichen Gewichtsdifferenz zwischen zwei unterschiedlich schweren Halteelementen (12,5 g). Oder eben mit anderen Worten ist hier die minimale Gewichtsdifferenz zwischen zwei Halteelementen (12,5 g) genau das Doppelte des maximalen Gesamtgewichts aller Wuchtelemente (2x6 g), die an einem Halteelement bestimmungsgemäß festlegbar sind, plus dem Betrag einer minimalen Gewichtsdifferenz (0,5 g) zwischen unterschiedlich schweren Wuchtelementen.In one embodiment of the aforementioned variant (b) exceeds the use of several different heavyweight balancing elements for a fine balancing the minimum weight difference between two holding elements twice the maximum total weight of all balancing elements only by exactly the amount of a minimum weight difference between different heavy balancing elements. For example, a minimum weight difference of differently heavy holding elements is then 12.5 g and a minimum weight difference between different balancing elements is 0.5 g. The maximum total weight of all with a fastener fixable balancing elements should then be 6 g (12.5 g = 2 x 6 g + 0.5 g or (12.5 g - 0.5 g) / 2 = 6 g). An additional weight difference (6g) which is possible by means of a balancing element or several balancing elements is thus less than half (6.25 g) of the minimum, ie the smallest possible, weight difference between two different heavy holding elements (12.5 g). In other words, here is the minimum weight difference between two holding elements (12.5 g) exactly double the maximum total weight of all balancing elements (2x6 g), which can be determined as determined on a holding element, plus the amount of a minimum weight difference (0.5 g) between differently heavy balancing elements.

In einer anderen Variante ist vorgesehen, dass ein Satz von Wuchtelementen mit mindestens drei unterschiedlichen Gewichtsstufen für ein Feinwuchten bereitgestellt wird, bei dem eine Gewichtsdifferenz zwischen zwei Typen von Wuchtelementen unmittelbar aufeinanderfolgender Gewichtsstufen (zum Beispiel der Gewichtsstufe n und der Gewichtsstufe n-1) identisch ist und maximal einem Zehntel einer minimalen Gewichtsdifferenz zwischen zwei unterschiedlich schweren Halteelementen entspricht. Der Unterschied zwischen dem Gewicht eines Wuchtelements einer Gewichtsstufe (n) und dem Gewicht eines Wuchtelement einer nächsthöheren Stufe (n+1) ist somit stets kleiner als 1/10 einer minimalen Gewichtsdifferenz zwischen zwei verschieden schweren Halteelementen. So liegt beispielsweise in einer hierauf basierenden Ausführungsvariante der minimale Unterschied zwischen zwei verschiedenen schweren Halteelementen bei 12,5 g, während die größte Differenz zwischen zwei Gewichten zweier (Zusatz-) Wuchtelemente aufeinanderfolgende Gewichtsstufen bei maximal 1g liegt. So sind beispielsweise zweite Halteelemente (Haltelemente eines zweiten Typs) vorgesehen, die gegenüber den ersten Halteelementen (Halteelementen eines ersten Typs) ein Netto-Mehrgewicht von 12,5 g aufweisen sowie dritte Halteelemente (Haltelemente eines dritten Typs), die gegenüber den zweiten Halteelementen ein Netto-Mehrgewicht von 12,5 g (und damit gegenüber den ersten Halteelementen ein Mehrgewicht von 25 g) aufweisen. Die Gewichte der zusätzlichen, vorzugsweise standardisierten Wuchtelemente sind dabei in 0,5 g, 1 g, 2 g, 3 g, 4 g, 5 g und 6 g gestaffelt. Eine minimale Netto-Gewichtsdifferenz zwischen zwei unterschiedlich schweren Halteelementen liegt somit hier bei 12,5 g. Die maximale Netto-Gewichtsdifferenz zwischen zwei Wuchtelementen unmittelbar aufeinanderfolgende Gewichtsstufen liegt hier des weiteren bei 1g. Vorzugsweise sind ferner maximal 6 g an Gesamtmasse über ein Wuchtelement oder mehrere Wuchtelemente an einem Befestigungselement festlegbar.In another variant it is provided that a set of balancing elements with at least three different weight levels is provided for a fine balancing in which a weight difference between two types of balancing elements of immediately successive weight levels (for example the weight level n and the weight level n-1) is identical and corresponds to a maximum of one tenth of a minimum weight difference between two differently heavy holding elements. The difference between the weight of a balancing element of a weight stage (n) and the weight of a balancing element of a next higher stage (n + 1) is thus always less than 1/10 of a minimum weight difference between two different heavy holding elements. Thus, for example, in an embodiment based thereon, the minimum difference between two different heavy holding elements is 12.5 g, while the largest difference between two weights of two (additional) balancing elements successive weight levels is a maximum of 1 g. Thus, for example, second holding elements (holding elements of a second type) are provided which have a net additional weight of 12.5 g compared with the first holding elements (holding elements of a first type) and third holding elements (holding elements of a third type) which are opposite to the second holding elements Net additional weight of 12.5 g (and thus compared to the first holding elements have a weight of 25 g). The weights of the additional, preferably standardized balancing elements are staggered in 0.5 g, 1 g, 2 g, 3 g, 4 g, 5 g and 6 g. A minimal net weight difference between two differently heavy holding elements is thus here at 12.5 g. The maximum net weight difference between two balancing elements immediately consecutive weight levels is here further 1g. Furthermore, a maximum of 6 g of total mass can be fixed to a fastening element via a balancing element or several balancing elements.

Die Messung einer Unwucht im Bereich der Verbindung der mindestens zwei Gasturbinenbauteile oder einer Unwucht im Bereich der Verbindung zwischen Gasturbinenbauteil und Vorrichtungsbauteil wird beispielsweise mittels einer Auswuchtvorrichtung ausgeführt, die einem Nutzer Position, Anzahl und/oder Gewicht anzubringender Wuchtelemente und/oder Position und Gewicht anzubringender (respektive auszutauschender) Halteelemente anzeigt, um eine gemessene Unwucht auszugleichen. Hierfür ist in der Auswuchtvorrichtung beispielsweise eine Auswertelogik implementiert, die nicht nur die auszugleichende Gesamtunwucht und deren Position anzeigt, sondern auch einen Nutzer darüber informiert, welche und wie viele der zur Verfügung stehenden Wuchtelemente und Halteelemente zum Ausgleich der entsprechenden Unwucht an welcher der möglichen Verbindungsstellen angebracht oder ausgetauscht werden müssen. Hierbei berücksichtigt die Auswertelogik vorzugsweise auch, dass nur eine begrenzte Anzahl unterschiedlicher Typen und damit unterschiedlich schwerer Wuchtelemente und Halteelemente zur Verfügung stehen. Beispielsweise ist die Anzahl austauschbarer Halteelemente mit unterschiedlichem Gewicht auf drei und die Anzahl nutzbarer, standardisierter (Zusatz-) Wuchtelemente mit unterschiedlichen Gewichten auf unter acht, vorzugsweise auf sieben limitiert. So berücksichtigt die Auswertelogik beispielsweise, dass die für den Ausgleich einer Unwucht erforderliche Wucht- bzw. Korrekturmasse von 12g durch ein anderes Halteelement mit einem Netto-Mehrgewicht "Netto-Wuchtgewicht" von 12,5g an der gegenüberliegenden Position und durch ein Zusatzwuchtelement von 0,5g im Bereich der festgestellten Unwucht erlangt werden kann, um die gemessene Unwucht auszugleichen.The measurement of an imbalance in the region of the connection of the at least two gas turbine components or an imbalance in the region of the connection between the gas turbine component and the device component is carried out, for example, by means of a balancing device, the position, number and / or weight of a user indicating to be mounted balancing elements and / or position and weight to be attached (respectively exchanged) holding elements indicating to compensate for a measured imbalance. For this purpose, for example, an evaluation logic is implemented in the balancing device, which not only displays the total imbalance to be compensated and its position, but also informs a user which and how many of the available balancing elements and holding elements attached to compensate for the corresponding unbalance at which of the possible connection points or need to be replaced. In this case, the evaluation logic preferably also takes into account that only a limited number of different types and thus different weight elements and holding elements are available. For example, the number of replaceable holding elements of different weight is limited to three and the number of usable, standardized (additional) balancing elements with different weights to less than eight, preferably seven. Thus, for example, the evaluation logic takes into account that the balance or correction mass of 12 g required to compensate for an imbalance is determined by another holding element with a net additional weight "net balance weight" of 12.5 g at the opposite position and by an additional balance element of 0, 5g can be obtained in the range of detected unbalance to compensate for the measured imbalance.

Alternativ kann selbstverständlich vorgesehen sein, dass die Auswuchtvorrichtung einem Nutzer lediglich die positionsbezogene Unwucht anzeigt und der Nutzer dann selbst anhand der zur Verfügung stehenden Verbindungsstellen und der zur Verfügung gestellten Gewichte der unterschiedlichen Halteelemente und (Zusatz-) Wuchtelemente - zum Beispiel mithilfe einer entsprechenden Tabelle - die notwendigen Elemente und Positionen ermittelt, um die gemessene Unwucht auszugleichen.Alternatively, it can of course be provided that the balancing device only displays the position-related imbalance to a user and the user then himself using the available connection points and the weights provided by the different holding elements and (additional) balancing elements - for example by means of a corresponding table - determines the necessary elements and positions to compensate for the measured imbalance.

Die Erfindung ist offensichtlich bei unterschiedlichen Typen von Gasturbinen vorteilhaft einzusetzen. Eine mögliche Variante ist dabei insbesondere die Umsetzung in einem Gasturbinentriebwerk.The invention is obviously advantageous to use in different types of gas turbines. A possible variant is in particular the implementation in a gas turbine engine.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich.Further advantages and features of the invention will become apparent in the following description of exemplary embodiments with reference to the figures.

Hierbei zeigen:

Figur 1
in perspektivischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Baugruppe für das drehfeste Verbinden eines rotierenden Bauteils einer Hochdruckturbine in einem Gasturbinentriebwerk mit einer Halteplatte als Halteelement und vier hieran gehaltenen Gewindebolzen;
Figur 2
ausschnittsweise eine Schnittdarstellung der über einen Gewindebolzen der Baugruppe der Figur 1 bereitgestellten Verbindung dreier Bauteile in der Hochdruckturbine;
Figuren 3A-3B
verschiedene Ansichten der Halteplatte der Baugruppe der Figur 1;
Figuren 4A-4B
verschiedene Ansichten einer zweiten, schwereren Halteplatte;
Figuren 5A-5B
verschiedene Ansichten einer dritten, noch schwereren Halteplatte;
Figur 6
eine Baugruppe der Figur 1 im bestimmungsgemäß montierten Zustand mit einem an die Halteplatte montiertem Zusatzwuchtelement;
Figur 7
in mit der Figur 1 übereinstimmender Ansicht eine erfindungsgemäß ausgestaltete Baugruppe mit der zweiten Halteplatte gemäß den Figuren 4A und 4B und einem hieran festgelegten Zusatzwuchtelement;
Figur 8A
eine Vorderansicht auf einen kreisringförmigen Flansch einer Radscheibe für die Hochdruckturbine mit hieran bestimmungsgemäß angeordneten Baugruppen mit je einer Halteplatte und vier Gewindebolzen zur drehfesten Verbindung mit einem weiteren rotierenden Turbinenbauteil;
Figur 8B
Schnittdarstellung entlang der in der Figur 8A eingezeichneten Schnittlinie CA-CA zur Veranschaulichung der Befestigungselemente zur formschlüssigen Verbindung von einem Halteelement und einem Wuchtelement an mindestens einem Gasturbinenbauteil;
Figur 8C
eine Rückansicht entlang der Turbinen- oder Rotationsachse mit Blick auf den kreisringförmigen Flansch der Radscheibe des Hochdruckverdichters;
Figur 8D
Schnittdarstellung entlang der in der Figur 8C eingezeichneten Schnittlinie AC-AC;
Figur 9
den kreisringförmigen Flansch der Figur 8A unter Veranschaulichung der sechs möglichen Verbindungsstellen für je eine erfindungsgemäß ausgestaltete Baugruppe und unter exemplarischer Darstellung zweier Unwuchtstellen;
Figur 10
schematisch ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Auswuchtverfahren;
Figur 11
in Schnittdarstellung und ausschnittsweise einen Teil einer Halteplatte mit zwei hieran anliegenden Bolzenköpfen, die über einen Steg gegen eine Verdrehung gesichert sind, der an seinem Fuß zwei sich gegenüberliegende Einkerbungen aufweist;
Figuren 12A-12D
die verschiedene Ansichten einer Variante einer Baugruppe mit einer Halteplatte für zwei Gewindebolzen;
Figur 13
ausschnittsweise und in Schnittdarstellung eine Auswuchtvorrichtung, die eine Verdichterwelle für das Auswuchten von Gasturbinenbauteilen simuliert, mit Hervorhebung zweier Wuchtebenen am Hochdruckturbinenrotor;
Figur 14
ausschnittsweise und in Schnittdarstellung eine Hochdruckturbinenrotor eines Gasturbinentriebwerks mit Hervorhebung zweier Wuchtebenen.
Hereby show:
FIG. 1
in perspective view an embodiment of an assembly according to the invention for non-rotatable connection a rotating component of a high-pressure turbine in a gas turbine engine with a holding plate as a holding element and four threaded bolts held thereon;
FIG. 2
a sectional view of a threaded bolt of the assembly of the FIG. 1 provided connection of three components in the high-pressure turbine;
Figures 3A-3B
different views of the mounting plate of the assembly FIG. 1 ;
Figures 4A-4B
different views of a second, heavier plate;
Figures 5A-5B
different views of a third, even heavier plate;
FIG. 6
an assembly of FIG. 1 in the intended state mounted with a mounted on the support plate additional balance element;
FIG. 7
in with the FIG. 1 matching view of an inventively designed assembly with the second holding plate according to the FIGS. 4A and 4B and an additional balance element fixed thereto;
Figure 8A
a front view of an annular flange of a wheel disc for the high-pressure turbine with this purpose intended arranged assemblies, each with a holding plate and four threaded bolts for rotationally fixed connection with another rotating turbine component;
FIG. 8B
Sectional view along in the Figure 8A drawn section line CA-CA illustrating the fasteners for the positive connection of a holding element and a balancing element on at least one gas turbine component;
FIG. 8C
a rear view along the turbine or rotation axis with a view of the annular flange of the wheel disc of the high pressure compressor;
Figure 8D
Sectional view along in the FIG. 8C Plotted section line AC-AC;
FIG. 9
the annular flange of the Figure 8A showing the six possible connection points for each one inventively designed assembly and exemplified representation of two imbalance points;
FIG. 10
schematically a flowchart for a balancing method according to the invention;
FIG. 11
in section and in fragmentary form a part of a holding plate with two adjoining bolt heads, which are secured via a web against rotation, which has at its foot two opposing notches;
Figures 12A-12D
the different views of a variant of an assembly with a retaining plate for two threaded bolts;
FIG. 13
a section and a sectional view of a balancing device that simulates a compressor shaft for the balancing of gas turbine components, highlighting two balancing planes on the high-pressure turbine rotor;
FIG. 14
a fragmentary and sectional view of a high-pressure turbine rotor of a gas turbine engine with emphasis two balancing planes.

Die Figur 14 zeigt ausschnittsweise ein Gasturbinentriebwerk in Schnittdarstellung im Bereich der Hochdruckturbine. Die Hochdruckturbine ist hierbei entlang einer Triebwerksachse M hinter dem Hochdruckverdichter angeordnet. Drehfest miteinander verbundene (Rotor-) Radscheiben R und R2 tragen hierbei in an sich bekannter Weise Laufschaufeln L und L2. An einem axial hinteren Ende ist die eine Radscheibe R2 über einen kreisringförmigen Flansch mit einem ebenfalls rotierenden Turbinenbauteil, zum Beispiel einer Lagerwelle, verbunden. Die drehfeste Verbindung erfolgt in einem Verbindungsbereich V2. Die drehfest mit der Radscheibe R2 verbundene weitere Radscheibe R ist in einem Verbindungsbereich V1 an ihrem axial vorderen Ende drehfest mit einer Abdeckscheibe S und einem weiteren Wellenteil, in diesem Beispiel der Verdichterwelle W des Gasturbinentriebwerks verbunden. Die Verbindung in den Verbindungsbereichen V1 und V2 erfolgt jeweils über mehrere entlang des Umfangs verteilt angeordnete Gewindebolzen. Um hierbei im Betrieb des Gasturbinentriebwerks Vibrationen und Schwingungen bei den sich extrem schnell drehenden Radscheiben R und R2 zu vermeiden, werden die Verbindungsbereiche V1 und V2 aufwendig in Wuchtebenen FT und RT auf eventuelle Unwucht geprüft. Werden in diesen Wuchtebenen FT und RT Unwuchten festgestellt, werden diese über Wuchtelemente ausgeglichen, um eine möglichst schwingungsfreie Rotation der Verdichter- und Turbinenwelle zu erreichen.The FIG. 14 shows a detail of a gas turbine engine in a sectional view in the high-pressure turbine. The high-pressure turbine is in this case arranged along an engine axis M behind the high-pressure compressor. Rotationally interconnected (rotor) Radscheiben R and R2 wear here in a conventional manner blades L and L2. At an axially rear end of a wheel disc R2 is over an annular flange with a likewise rotating turbine component, for example, a bearing shaft connected. The rotationally fixed connection takes place in a connection region V2. The non-rotatably connected to the wheel disc R2 further wheel R is rotatably connected in a connecting region V1 at its axially front end with a cover S and another shaft part, in this example, the compressor shaft W of the gas turbine engine. The connection in the connecting regions V1 and V2 takes place in each case over a plurality of threaded bolts distributed along the circumference. In order to avoid vibrations and vibrations in the extremely rapidly rotating wheel disks R and R2 during operation of the gas turbine engine, the connecting regions V1 and V2 are extensively tested for possible unbalance in balancing planes F T and R T. If F T and R T unbalances are detected in these balancing planes, they are compensated by balancing elements in order to achieve as vibration-free rotation as possible of the compressor and turbine shaft.

Im Zuge der erfindungsgemäßen Lösung ist hierbei insbesondere zur Verbesserung eines Auswuchtverfahrens ein Halteelement zur Anbringung mehrerer Stufenbolzen und deren Sicherung gegen ein Verdrehen bei der Montage vorgeschlagen, das zusätzlich selbst als Wuchtelement dienen kann und an dem in einfacher Weise und insbesondere ohne zusätzliche Befestigungselemente Zusatzwuchtelemente festgelegt werden können.In the course of the inventive solution a retaining element for attaching a plurality of stepped bolts and securing against rotation during assembly is hereby proposed in particular to improve a balancing method, which can additionally serve as a balancing element and are fixed to the in a simple manner and in particular without additional fasteners additional balancing elements can.

So zeigt die Figur 1 exemplarisch eine Befestigungsbaugruppe B für die drehfeste Verbindung der Radscheibe R, der Abdeckscheibe S und der Verdichterwelle W miteinander. Über sechs dieser Befestigungsbaugruppen B sind die drei genannten Bauteile R, S, W über jeweils kreisringförmig ausgestrahlte Flansche RF, SF und WF drehfest miteinander verbunden. Eine Befestigungsbaugruppe B weist hierbei ein Halteelement in Form einer Halteplatte 1 auf, die eine kreissegmentartige Basis 10 definiert. An dieser Basis 10 sind - wie sich auch anhand der Zusammenschau der Figuren 1, 2 und 3A-3B ergibt - paarweise Bolzenöffnungen 14a, 14b und 15a, 15b vorgesehen. Durch jede dieser Bolzenöffnungen 14a, 14b, 15a oder 15b wird ein Verbindungselement in Form eines Hammerkopfbolzens oder Gewindebolzen 2a, 2b, 2c oder 2d mit einem T-förmigen Kopf gesteckt. Ein Bolzenkopf 20a, 20b, 20c und 20d eines Gewindebolzens 2a, 2b, 2c oder 2d liegt hierbei dann an der Basis 10 an. Die Gewindeabschnitte der Gewindebolzen 2a, 2b, 2c und 2b sind durch entsprechende Öffnungen in den Turbinenbauteilen R, S und W geführt. Durch aufgeschraubte Muttern 21 werden dann die Turbinenbauteile R, S und W aneinander fixiert und drehfest miteinander verbunden.That's how it shows FIG. 1 by way of example a fastening assembly B for the rotationally fixed connection of the wheel disc R, the cover S and the compressor shaft W to each other. About six of these mounting assemblies B, the three components R, S, W are rotatably connected to each other via each radiated annular flanges RF, SF and WF. A fastening assembly B in this case has a holding element in the form of a holding plate 1, which defines a circular segment-like base 10. At this base 10 are - as well as the synopsis of the FIGS. 1 . 2 and 3A-3B results - in pairs bolt openings 14a, 14b and 15a, 15b provided. Through each of these bolt openings 14a, 14b, 15a or 15b, a connecting element in the form of a hammer head bolt or threaded bolt 2a, 2b, 2c or 2d is inserted with a T-shaped head. A bolt head 20a, 20b, 20c and 20d of a threaded bolt 2a, 2b, 2c or 2d in this case bears against the base 10. The threaded portions of the threaded bolts 2a, 2b, 2c and 2b are guided through corresponding openings in the turbine components R, S and W. By screwed nuts 21, the turbine components R, S and W are then fixed together and rotatably connected to each other.

Um beim Aufschrauben der Muttern 21 ein Mitdrehen der Bolzen 2a bis 2d zu verhindern, bildet die Halteplatte 1 an ihrer Basis vorstehende Stege 11 und 12 für jeweils ein Paar von Gewindebolzen 2a-2b und 2c-2d aus. Die einzelnen Stege 11 und 12 stehen hierbei erhaben an der Basis 10 hervor und weisen eine Keilform auf. Das verjüngende Ende dieses Keils weist dabei in Richtung der Rotationsachse, um die die Bauteile R, S und W im Betrieb des Gasturbinentriebwerks rotieren. Mit anderen Worten verbreitern sich die Stege 11 und 12 radial nach außen. Die Abstände eines Paares von Öffnungen 14a, 14b oder 15a, 15b sind hierbei so auf die Bolzenköpfe 20a, 20b und 20c, 20d abgestimmt, dass der zwischen zwei Öffnungen 14a, 14b oder 15a, 15b ausgeformte Steg 11 oder 12 die in die Bolzenöffnungen 14a, 14b und 15a, 15b eingesteckten Gewindebolzen 2a bis 2d gegen eine Verdrehung sichert.In order to prevent screwing of the bolts 2a to 2d when screwing the nuts 21, the holding plate 1 forms at its base projecting webs 11 and 12 for a pair of threaded bolts 2a-2b and 2c-2d. The individual webs 11 and 12 project here raised at the base 10 and have a wedge shape. The tapered end of this wedge points in the direction of the axis of rotation about which the components R, S and W rotate during operation of the gas turbine engine. In other words, the webs 11 and 12 widen radially outward. The distances between a pair of openings 14a, 14b or 15a, 15b are in this case matched to the bolt heads 20a, 20b and 20c, 20d such that the web 11 or 12 formed between two openings 14a, 14b or 15a, 15b fits into the bolt openings 14a , 14b and 15a, 15b inserted threaded bolts 2a to 2d secures against rotation.

Jeder Steg 11 oder 12 weist hierfür Seitenflächen 110a, 110b oder 120c, 120d auf, die jeweils einem angrenzenden Bolzenkopf 20a, 20b oder 20c, 20d zugewandt sind. An diesen Seitenflächen 110a, 110b oder 120c, 120d liegt oder schlägt ein Bolzenkopf 20a, 20b oder 20c, 20d an, um eine Verdrehung des jeweiligen Gewindebolzen 2a bis 2d in seinem in die Halteplatte 1 eingesteckten Zustand zu verhindern. Am Fuß jeden Steges 11 oder 12 ist beiderseits im Bereich der Basis 10 jeweils nach Art eines Freistichs eine längserstreckte und im bestimmungsgemäß verbauten Zustand radial verlaufende Einkerbung 100 oder 101 vorgesehen. Über diese Einkerbungen 100 und 101 an den rippenartig vorstehenden Stegen 11 und 12 können die jeweiligen Bolzenköpfe 20a bis 20d im Bereich des jeweiligen Steges 11 oder 12 problemlos flächig an der Basis 10 aufliegen. Gleichzeitig ist ohne zusätzlichen Bauraumbedarf für die Halteplatte 1 sichergestellt, dass die Bolzenköpfe 20a bis 20d definiert im Bereich der Seitenflächen 110a, 110b und 120c, 120d der Stege 11 und 12 vorliegen, um die Gewindebolzen 2a bis 2d gegen eine Verdrehung zu sichern.Each web 11 or 12 has for this purpose side surfaces 110a, 110b or 120c, 120d, which respectively face an adjacent bolt head 20a, 20b or 20c, 20d. At these side surfaces 110a, 110b or 120c, 120d is or beats a bolt head 20a, 20b or 20c, 20d, to prevent rotation of the respective threaded bolt 2a to 2d in its inserted into the holding plate 1 state. At the foot of each web 11 or 12 is provided on either side in the region of the base 10 each in the manner of an undercut a longitudinally extended and in the intended installed state radially extending notch 100 or 101. About these notches 100 and 101 on the rib-like protruding webs 11 and 12, the respective bolt heads 20a to 20d in the region of the respective web 11 or 12 can lie flat against the base 10 easily. At the same time it is ensured without additional space requirements for the holding plate 1 that the bolt heads 20a to 20d defined in the region of the side surfaces 110a, 110b and 120c, 120d of the webs 11 and 12 are present to secure the threaded bolts 2a to 2d against rotation.

Um eine Halteplatte 1 mit oder ohne hieran bereits festgelegte Gewindebolzen 2a bis 2d an dem Flansch RF der Radscheibe R oder an den Flanschen RF und SF der Turbinenbauteile R, S zu halten, ist an der Basis 10 eine Befestigungsöffnung 13 für ein Befestigungselement der Befestigungsbaugruppe B in Form eines Befestigungsbolzen 3 vorgesehen. Über diesen Befestigungsbolzen 3 und eine hierauf aufgeschraubte Mutter 31 kann die Halteplatte 1 an dem Flansch RF der Radscheibe R fixiert werden und es können die Flansche RF und SF der Radscheibe R und der Abdeckscheibe S miteinander verbunden werden. Derart können mit den Befestigungselementen 3 die Turbinenbauteile R und S zusammen mit den Halteelementen 1 vormontiert werden. Die anschließende Verschraubung der Verdichterwelle W und der Turbinenwelle, die unter anderem die Radscheiben R, R2 und die Abdeckscheibe S umfasst, erfolgt über die Gewindebolzen 2a bis 2d und die jeweils zugehörigen Muttern 21.In order to hold a retaining plate 1 with or without threaded bolts 2a to 2d already fixed to the flange RF of the wheel disc R or to the flanges RF and SF of the turbine components R, S, a fastening opening 13 for a fastening element of the fastening assembly B is attached to the base 10 provided in the form of a fastening bolt 3. About this fastening bolt 3 and a screwed thereto nut 31, the holding plate 1 can be fixed to the flange RF of the wheel disc R and it can the flanges RF and SF of the wheel disc R and the cover S are connected to each other. In this way, with the fastening elements 3, the turbine components R and S can be pre-assembled together with the retaining elements 1. The subsequent screwing of the compressor shaft W and the turbine shaft, which inter alia includes the wheel discs R, R2 and the cover plate S, via the threaded bolts 2a to 2d and the respectively associated nuts 21st

Ein Kopf 30 des Befestigungsbolzens 3 liegt hierbei an derselben Seite der Basis 10 vor wie die Bolzenköpfe 20a bis 20d der Gewindebolzen 2a bis 2d. Es sei aber darauf hingewiesen, dass dies selbstverständlich nicht zwingend ist und z.B. auch vorgesehen sein kann, die Befestigungsbolzen 3 so zu verbauen, dass der jeweilige Schraubenkopf auf dem Bauteil S und die Mutter auf der Basis 10 aufliegt. Die Befestigungsöffnung 13 für den Befestigungsbolzen 3 ist hierbei in etwa mittig zwischen den zwei Paaren von Bolzenöffnungen 14a, 14b und 15a, 15b ausgebildet. Der Kopf 30 des Befestigungsbolzens 3 steht somit in etwa mittig zwischen den zwei Paaren von Bolzenköpfen 20a/20b und 20c/20d an der Basis 10 hervor, wenn die Befestigungsbaugruppe B bestimmungsgemäß montiert ist. Vorliegend liegen eine Befestigungsöffnung 13 und die Bolzenöffnungen 14a, 14b und 15a, 15b auf einer Kreislinie um die Triebswerksachse M. Dies ist aber nicht zwingend. So können die radialen Positionen der Befestigungsöffnung 13 und der Bolzenöffnungen 14a, 14b und 15a, 15b auch voneinander abweichen.A head 30 of the fastening bolt 3 lies on the same side of the base 10 as the bolt heads 20a to 20d of the threaded bolts 2a to 2d. It should be noted, however, that this is of course not mandatory and e.g. It may also be provided to install the fastening bolts 3 in such a way that the respective screw head rests on the component S and the nut on the base 10. The attachment opening 13 for the fastening bolt 3 is in this case formed approximately centrally between the two pairs of bolt openings 14a, 14b and 15a, 15b. The head 30 of the mounting bolt 3 thus protrudes approximately midway between the two pairs of bolt heads 20a / 20b and 20c / 20d on the base 10 when the mounting assembly B is mounted as intended. In the present case, there are a fastening opening 13 and the bolt openings 14a, 14b and 15a, 15b on a circular line around the engine axis M. However, this is not mandatory. Thus, the radial positions of the attachment opening 13 and the bolt openings 14a, 14b and 15a, 15b may also differ from one another.

Vorliegend ist die Befestigungsbaugruppe B zur Anbringung an dem Flansch RF der Radscheibe R im Bereich einer in axialer Richtung hinteren Stirnseite vorgesehen. Auf der in axialer Richtung vorderen Seite, an der die Muttern 21 auf die durchgesteckten Gewindebolzen 2a bis 2d aufgeschraubt werden, ist entsprechend der Schnittdarstellung der Figur 2 noch eine Kratzschutzplatte 22 vorgesehen. Diese Kratzschutzplatte 22 verhindert beim Aufdrehen der jeweiligen Mutter 21 ein Zerkratzen der Flanschoberfläche des Flansches WF der Verdichterwelle W.In the present case, the fastening assembly B is provided for attachment to the flange RF of the wheel disc R in the region of a rear end in the axial direction. On the axially front side on which the nuts 21 are screwed onto the threaded through pins 2a to 2d, is corresponding to the sectional view of FIG. 2 nor a scratch protection plate 22 is provided. This scratch protection plate 22 prevents when turning the respective nut 21 a scratching of the flange surface of the flange WF of the compressor shaft W.

Im Zuge der erfindungsgemäßen Lösung sind vorliegend unterschiedliche Typen von Halteplatten 1, 1.1 und 1.2 mit unterschiedlichen Gewichten bereitgestellt. Darüber hinaus ist jeder Befestigungsbolzen 3 nicht nur dazu vorgesehen, eine Halteplatte 1, 1.1 oder 1.2 bestimmungsgemäß vorzumontieren und vorzupositionieren und im vorliegenden Beispiel die Flansche RF und SF der Bauteile R und S aneinander zu fixieren. Vielmehr ist an jedem Befestigungsbolzen 3 auch wenigstens ein vorzugsweise hülsenförmiges (Zusatz-) Wuchtelement 4 festlegbar, um eine eventuelle Unwucht in der Wuchtebene FT auszugleichen. Für das Auswuchten können aber an einem Befestigungsbolzen 3 auch unterschiedlich geformte Wuchtelemente festlegbar sein. Die Anzahl der unterschiedlich Formen und Gewichte ist vorliegend aber standarisiert und damit limitiert.In the course of the inventive solution different types of holding plates 1, 1.1 and 1.2 are provided with different weights in the present case. In addition, each mounting bolt 3 is not only intended to vorzupontieren a holding plate 1, 1.1 or 1.2 intended and pre-position and to fix in the present example, the flanges RF and SF of the components R and S to each other. Rather, at least one preferably sleeve-shaped (additional) balancing element 4 can be fixed to each fastening bolt 3 in order to compensate for any imbalance in the balancing plane F T. For balancing but also differently shaped balancing elements can be fixed to a mounting bolt 3. The number of different shapes and weights is present but standardized and thus limited.

Die in etwa mittige Anordnung des Befestigungsbolzens 3 und die bezogen auf eine durch den Mittelpunkt der jeweiligen Bolzenöffnung 13 und radial zur Rotationsachse M verlaufende Symmetrieachse symmetrische Gestaltung der Halteplatten 1, 1.1 und 1.2 erlaubt eine Änderung des Wuchtgewichts im Bereich des Massenschwerpunkts einer Halteplatte 1, 1.1 oder 1.2. Mit anderen Worten bleibt der Massenschwerpunkt in Umfangsrichtung erhalten, auch wenn die jeweilige Halteplatte 1, 1.1, 1.2 durch eine andere Halteplatte 1.1, 1.2, 1 ausgetauscht oder mit einem oder mehreren zusätzlichen Wuchtelementen 4 kombiniert wird. Der Befestigungsbolzen 3 stellt somit bevorzugt eine Anbringungsstelle für mindestens ein zusätzliches Wuchtelement 4 im Bereich des Massenschwerpunktes jeder Halteplatte 1, 1.1, 1.2 bereit. Hierdurch lässt sich ein Auswuchtverfahren leichter automatisieren. Insbesondere bei einer Erhöhung eines Wuchtgewichts durch Austausch einer Halteplatte 1, 1.1, 1.2 und/oder Anbringung eines Wuchtelements 4 an einer Halteplatte 1, 1.1, 1.2 tritt keine (relevante) Veränderung des Massenschwerpunktes (in Umfangsrichtung) auf, die für ein optimales Wuchtergebnis berücksichtigt werden müsste.The approximately central arrangement of the fastening bolt 3 and with respect to a symmetrical about the center of the respective bolt hole 13 and radially to the rotation axis M symmetrical design of the holding plates 1, 1.1 and 1.2 allows a change in the balance weight in the region of the center of mass of a holding plate 1, 1.1 or 1.2. In other words, the center of mass remains in the circumferential direction, even if the respective holding plate 1, 1.1, 1.2 replaced by another plate 1.1, 1.2, 1 or combined with one or more additional balancing elements 4. The fastening bolt 3 thus preferably provides an attachment point for at least one additional balancing element 4 in the region of the center of gravity of each retaining plate 1, 1.1, 1.2. This makes it easier to automate a balancing process. In particular, when increasing a balance weight by replacing a holding plate 1, 1.1, 1.2 and / or attachment of a balancing member 4 to a support plate 1, 1.1, 1.2 occurs no (relevant) change in the center of mass (in the circumferential direction), which takes into account for optimum balance would have to be.

Die Figuren 4A, 4B und 5A-5B zeigen dabei in mit den Figuren 3A und 3B übereinstimmenden Ansichten zwei weitere Typen von zweiten und dritten Halteplatten 1.1 und 1.2, die über unterschiedlich ausgestaltete Basen 10.1 und 10.2 unterschiedlich schwer ausgelegt sind. Während eine zweite Halteplatte 1.1 der Figuren 4A und 4B gegenüber einer ersten Halteplatte 1 in radialer Richtung verbreitert ist und damit eine Breite b1 aufweist, die größer ist als eine Breite b der ersten Halteplatte 1 nach den Figuren 3A und 3B, ist eine dritte Halteplatte 1.2 der Figuren 5A und 5B gegenüber der Variante der Figuren 4A und 4B lediglich lokal aufgedickt. Die Halteplatten 1.1 und 1.2 der Figuren 4A-4B und 5A-5B weisen somit identische Breiten b1 und Längen (in Umfangsrichtung) auf. Die schwerere Halteplatte 1.2 ist aber an einem radial innen liegenden Bereich der Basis 10.2 mit einer Aufdickung 102 versehen, die an der Basis 10.2 erhaben vorsteht. Alle Halteplatten 1, 1.1 und 1.2 haben identische Umfangslängen, um die Austauschbarkeit der Halteplatten 1, 1.1, 1.2 untereinander zu gewährleisten. Zudem haben alle Halteelemente 1, 1.1, 1.2 eine identische Dicke im Kontaktbereich der Verbindungselemente in Form der Gewindebolzen 2a bis 2d, wodurch eine Änderung der Klemmlänge der Verbindungselemente vermieden wird.The FIGS. 4A, 4B and 5A-5B show in with the FIGS. 3A and 3B matching views two other types of second and third holding plates 1.1 and 1.2, which are designed differently heavy over differently shaped bases 10.1 and 10.2. While a second retaining plate 1.1 of FIGS. 4A and 4B is widened in the radial direction relative to a first holding plate 1 and thus has a width b1 which is greater than a width b of the first holding plate 1 according to the FIGS. 3A and 3B , a third retaining plate 1.2 is the FIGS. 5A and 5B opposite to the variant of FIGS. 4A and 4B only locally thickened. The holding plates 1.1 and 1.2 of Figures 4A-4B and 5A-5B thus have identical widths b1 and lengths (in the circumferential direction). However, the heavier retaining plate 1.2 is provided on a radially inner region of the base 10.2 with a thickening 102 projecting at the base 10.2 raised. All holding plates 1, 1.1 and 1.2 have identical circumferential lengths to ensure the interchangeability of the holding plates 1, 1.1, 1.2 with each other. In addition, all holding elements 1, 1.1, 1.2 have an identical thickness in the contact region of the connecting elements in the form of threaded bolts 2a to 2d, whereby a change in the clamping length of the connecting elements is avoided.

Die Gewichte der einzelnen Halteplatten 1, 1.1 und 1.2 unterscheiden sich jeweils, beispielsweise um 12,5 g. Demgegenüber sind die zur Anbringung über den Befestigungsbolzen 3 vorgesehenen Zusatzwuchtelemente 4 deutlich leichter und erreichen einzeln maximal ein Gewicht von 6 g.The weights of the individual holding plates 1, 1.1 and 1.2 differ in each case, for example by 12.5 g. In contrast, those for attachment over the Fixing bolts 3 provided additional balance elements 4 significantly lighter and individually reach a maximum weight of 6 g.

In einer bevorzugten Variante stehen sieben unterschiedliche Wuchtelemente 4 zur Anbringung an einem Befestigungsbolzen 3 zur Verfügung. Diese weisen jeweils ein Gewicht von 0,5 g, 1 g, 2 g, 3 g, 4 g, 5 g und 6 g auf. In Kombination mit den unterschiedlich schweren Halteplatten 1, 1.1 und 1.2 können damit in Abstufungen von 0,5 g Wuchtgewichte bis zu einem Gesamtgewicht von 31 g zum Ausgleich von Unwuchten befestigt werden. Diese Abstufung ist nicht nur relativ feingliedrig, sondern gestattet trotz der überschaubaren Anzahl von unterschiedlichen Zusatzwuchtelementen 4 und Halteplatten 1, 1.1 und 1.2 bei vergleichsweise wenigen (vorliegend sechs) Verbindungsstellen für die Anbringung von Halteplatten 1, 1.1 und 1.2 einen effektiven und genauen Ausgleich auch von größeren Unwuchten. Eine Verbindungsstelle an dem Flansch RF der Radscheibe R ist hierbei so ausgestaltet, dass an den entlang des Umfangs vorgesehenen sechs Verbindungsstellen für die Anordnung einer Halteplatte 1 auch alternativ die schwereren Halteplatten 1.1 oder 1.2 angeordnet werden können. Die Abstände der Bolzenöffnungen 14a, 14b und 15a, 15b untereinander sowie zu einer Befestigungsöffnung 13 für den Befestigungsbolzen 3 sind hierbei bei den unterschiedlichen Halteplatten 1,1.1 und 1.2, wie anhand der Figuren 6 und 7 veranschaulicht ist, zueinander identisch, sodass die Halteplatten 1, 1.1 und 1.2 problemlos gegeneinander ausgetauscht werden können und (in Bezug auf ihre Befestigungsmöglichkeit, d.h., das Vorsehen einer Durchgangsöffnung für den Befestigungsbolzen 3 identisch ausgestaltete) Zusatzwuchtelemente 4 über den jeweiligen Befestigungsbolzen 3 an einer Halteplatte 1, 1.1 oder 1.2 festgelegt werden können.In a preferred variant, seven different balancing elements 4 are available for attachment to a fastening bolt 3. These each have a weight of 0.5 g, 1 g, 2 g, 3 g, 4 g, 5 g and 6 g. In combination with the differently heavy holding plates 1, 1.1 and 1.2 can thus be fixed in increments of 0.5 g balancing weights up to a total weight of 31 g to compensate for imbalances. This gradation is not only relatively slender, but allows despite the manageable number of different additional balance elements 4 and holding plates 1, 1.1 and 1.2 at comparatively few (in this case six) connection points for the attachment of retaining plates 1, 1.1 and 1.2 an effective and accurate compensation of larger imbalances. A connection point on the flange RF of the wheel disc R is in this case designed so that at the circumferentially provided six connection points for the arrangement of a holding plate 1 and the heavier holding plates 1.1 or 1.2 can alternatively be arranged. The distances between the bolt openings 14a, 14b and 15a, 15b with each other and to a mounting opening 13 for the fastening bolt 3 are in this case at the different support plates 1.1.1 and 1.2, as shown in the FIGS. 6 and 7 is illustrated, identical to each other, so that the holding plates 1, 1.1 and 1.2 can be easily replaced with each other and (in terms of their ability to fix, ie, the provision of a through hole for the mounting bolt 3 identically configured) additional balance elements 4 on the respective mounting bolt 3 on a support plate 1, 1.1 or 1.2 can be specified.

Entsprechend der Figur 8A sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs jeweils um 60° zueinander beabstandete Verbindungsstellen an dem Flansch RF der Radscheibe R definiert. An jeder Verbindungsstelle ist eine Durchgangsöffnung für einen Befestigungsbolzen 3 vorgesehen, um hierüber eine Halteplatte 1, 1.1 oder 1.2 zu positionieren. Entsprechend der Schnittdarstellung der Figur 8B durchgreift hierbei der Befestigungsbolzen 3 nicht nur den Randflansch RF der Radscheibe R, sondern auch den Flansch SF der Abdeckscheibe S. Derart kann beispielsweise eine Halteplatte 1 an den bereits miteinander verbundenen Bauteilen R und S über einen verschraubten Befestigungsbolzen 3 gehalten sein. Die Abdeckscheibe S ist vorliegend gegenüber der Radscheibe R axial vorgespannt, um einen Kontakt beider Bauteile R, S im Bereich des Scheibenkopfes auch bei ungünstigen Bauteiltoleranzen sicherzustellen. Insofern werden im vorliegenden Beispiel über die Befestigungsbolzen 3 nicht nur die Halteplatten 1 am Flansch RF gehalten, sondern auch beide Flansche RF und SF zusammengehalten und eine axiale Verschiebung des Flansches SF der Abdeckscheibe S relativ zu dem Flansch RF der Radscheibe R verhindert, bevor deren drehfeste Verbindung mit der Verdichterwelle W an deren Flansch WF erfolgt. An dem Flansch WF der Verdichterwelle W ist dann beispielsweise lediglich eine Aussparung oder Öffnung für die Aufnahme der auf den Befestigungsbolzen 3 aufgeschraubten Mutter 31 ausgebildet. Im vorliegenden Fall sind alle im Flansch WF der Verdichterwelle W ausgebildeten Aussparungen oder Öffnungen identisch, so dass die Anzahl der Positionierungsmöglichkeiten (in Umfangsrichtung) zwischen beiden Wellenteilen (Verdichter und Turbine) nicht eingeschränkt wird.According to the Figure 8A In the present exemplary embodiment, six connecting points each spaced apart by 60 ° from one another are defined on the flange RF of the wheel disc R. At each connection point, a passage opening for a fastening bolt 3 is provided in order to position a holding plate 1, 1.1 or 1.2 over this. According to the sectional view of FIG. 8B engages in this case the fastening bolt 3 not only the edge flange RF of the wheel R, but also the flange SF of the cover S. Thus, for example, a support plate 1 to the already interconnected components R and S are held by a bolted fastening bolt 3. In the present case, the cover plate S is axially prestressed relative to the wheel disc R in order to ensure contact between the two components R, S in the region of the disc head even in the event of unfavorable component tolerances. In that sense held in the present example on the mounting bolts 3 not only the holding plates 1 on the flange RF, but also held together both flanges RF and SF and prevents axial displacement of the flange SF of the cover S relative to the flange RF of the wheel disc R, before the rotationally fixed connection with the compressor shaft W at the flange WF takes place. On the flange WF of the compressor shaft W then, for example, only a recess or opening for receiving the nut 31 screwed onto the fastening bolt 3 is formed. In the present case, all recesses or openings formed in the flange WF of the compressor shaft W are identical, so that the number of positioning possibilities (in the circumferential direction) between the two shaft parts (compressor and turbine) is not restricted.

Anhand der Figur 8B ist ferner auch der Aufbau eines Zusatzwuchtelements 4 näher veranschaulicht. Ein solches Zusatzwuchtelement 4 weist jeweils eine Basis 40 auf, die über den Kopf 30 des Befestigungsbolzens 3 formschlüssig an der Halteplatte 1 gehalten ist. Je nach Größe und Gewicht des Zusatzwuchtelements 4 kann der Kopf 30 des Befestigungsbolzens 3 teilweise oder vollständig in einem Hülsenabschnitt 41 des Zusatzwuchtelements 4 aufgenommen sein. Alternativ kann das Wuchtelement auch die Form einer Unterlegscheibe haben, wodurch die Fixierung mehrerer Wuchtelemente 4 an einem Befestigungselement möglich oder zumindest vereinfacht ist. Die Wuchtelemente sind vorliegend Standard-Wuchtelemente, so dass insgesamt nur zwei zusätzliche maßgeschneiderte, d.h., z.B. individuell für die erfindungsgemäße Lösung angepasste, schwerere Halteelemente in Form der Halteplatten 1.1 und 1.2 erforderlich sind, um ein Auswuchten über eine verhältnismäßig große Bandbreite zu ermöglichen.Based on FIG. 8B Furthermore, the structure of an additional balance element 4 is illustrated in more detail. Such an additional balance element 4 in each case has a base 40, which is held in a form-fitting manner on the holding plate 1 via the head 30 of the fastening bolt 3. Depending on the size and weight of the additional balance element 4, the head 30 of the fastening bolt 3 may be partially or completely received in a sleeve portion 41 of the additional balance element 4. Alternatively, the balancing element can also have the form of a washer, whereby the fixation of several balancing elements 4 on a fastening element is possible or at least simplified. The balancing elements are present standard balancing elements, so that a total of only two additional customized, ie, individually adapted for the inventive solution, heavier holding elements in the form of the holding plates 1.1 and 1.2 are required to allow balancing over a relatively large bandwidth.

Mit den Figuren 8C und 8D wird in Ergänzung zu den Figuren 8A und 8B veranschaulicht, wie über den jeweiligen Befestigungsbolzen 3 die zugehörige Halteplatte, hier z.B. eine Halteplatte 1.2 entsprechend den Figuren 5A und 5B, an dem Flansch RF der Radscheibe R fixiert ist und die beiden Flansche RF und SF der Radscheibe R und der Abdeckscheibe S miteinander verbunden sind. Hierbei zeigt die Figur 8C die für die Muttern 21 vorgesehenen Kratzschutzplatten 22, die jeweils vier Gewindebolzen 2b, 2a und 2d, 2c zweier nebeneinander liegender Halteplatten zugeordnet sind. Zwischen zwei Kratzschutzplatten 22 ist jeweils eine Mutter 31 für einen Befestigungsbolzen 3 ersichtlich. Die auf einer Seite vorgesehenen Kratzschutzplatten 22 verbinden zwei Gewindebolzen 2b, 2a einer ersten Halteplatte und zwei Gewindebolzen 2d, 2c einer zweiten Halteplatte, wobei die ersten und zweiten Halteplatten auf einer gegenüberliegenden Seite vorgesehen sind. Die auf der einen Seiten vorgesehenen Kratzschutzplatten 22 sind somit in Umfangsrichtung paarweise zu den auf der gegenüberliegenden Seite vorgesehenen Halteplatten versetzt angeordnet.With the Figures 8C and 8D will be in addition to the Figures 8A and 8B illustrates how about the respective fastening bolt 3, the associated holding plate, here, for example, a holding plate 1.2 according to the FIGS. 5A and 5B , is fixed to the flange RF of the wheel disc R and the two flanges RF and SF of the wheel disc R and the cover S are interconnected. This shows the FIG. 8C provided for the nuts 21 scratch protection plates 22, which are each associated with four threaded bolts 2b, 2a and 2d, 2c of two adjacent holding plates. Between two scratch protection plates 22 each have a nut 31 for a mounting bolt 3 can be seen. The anti-scratch plates 22 provided on one side connect two threaded bolts 2b, 2a of a first holding plate and two threaded bolts 2d, 2c of a second holding plate, the first and second holding plates being provided on an opposite side. The provided on one side Scratch protection plates 22 are thus arranged offset in pairs in the circumferential direction to the holding plates provided on the opposite side.

Anhand der Figuren 9 und 10 soll nachfolgend noch die Durchführung eines Auswuchtverfahrens auf Basis der erfindungsgemäßen Lösung veranschaulicht werden. Hierbei ist in der Figur 9 zunächst der Flansch RF der Radscheibe R mit den sechs äquidistant zueinander kann an dessen Umfang vorgesehenen Befestigungsstellen für die Halteplatten 1, 1.1 oder 1.2 veranschaulicht. Hierbei sind dementsprechend Verbindungsstellen (A) bis (F) bei 0°, 60°, 120°, 180°, 240° und 300° gezeigt. Im Zuge eines möglichen erfindungsgemäßen Auswuchtverfahrens werden vorliegend die Halteplatten 1 über ihre Befestigungsbolzen 3 an den Flanschen RF und SF fixiert, so dass die Flansche RF und SF hierüber miteinander verbunden sind. Die komplett montierte Turbinenwelle mit den Gasturbinenbauteilen S, R, R2, L, L2 und der Lagerwelle bestückt mit mehreren (vorliegend sechs) identischen Halteplatten 1 am Flansch RF der Radscheibe R wird anschließend über mindestens zwölf Gewindebolzen 2a bis 2d mit der Verdichterwelle W oder - entsprechend der Figur 13 - mit einem Vorrichtungsbauteil T eines entsprechenden Simulators verbunden und anschließend auf einer Auswuchtvorrichtung in Form einer Wuchtmaschine aufgenommen und eingerichtet. Die Figur 13 zeigt hierbei in mit der Figur 14 weitestgehend übereinstimmender Schnittansicht ausschnittsweise eine Auswuchtvorrichtung, in der die Turbinenwelle mit dem Vorrichtungsbauteil T, welches eine Verdichterwelle W simuliert, verbindbar ist. In der Auswuchtvorrichtung wird insbesondere gemessen, ob in der Wuchtebene FT entsprechend der Figur 13 oder der Figur 14 eine Unwucht vorliegt. Nach dem Start des Auswuchtverfahrens in einem Schritt A1 entsprechend der Figur 10 erfolgt demgemäß zunächst die Messung einer Unwucht in einem Schritt A2.Based on Figures 9 and 10 the implementation of a balancing method based on the solution according to the invention will be illustrated below. Here is in the FIG. 9 First, the flange RF of the wheel disc R with the six equidistant from each other can be provided on its circumference provided attachment points for the holding plates 1, 1.1 or 1.2. Correspondingly, connection points (A) to (F) are shown at 0 °, 60 °, 120 °, 180 °, 240 ° and 300 °. In the course of a possible balancing method according to the invention, in the present case, the holding plates 1 are fixed to the flanges RF and SF via their fastening bolts 3, so that the flanges RF and SF are connected to one another via this. The completely assembled turbine shaft with the gas turbine components S, R, R2, L, L2 and the bearing shaft equipped with several (in the present case six) identical retaining plates 1 on the flange RF of the wheel disc R is then at least twelve threaded bolts 2a to 2d with the compressor shaft W or according to the FIG. 13 - Connected to a device component T of a corresponding simulator and then recorded and set up on a balancing device in the form of a balancing machine. The FIG. 13 shows here in with FIG. 14 Exactly matching sectional view a detail of a balancing device in which the turbine shaft with the device component T, which simulates a compressor shaft W, is connectable. In the balancing device is measured in particular, whether in the balancing plane F T corresponding to the FIG. 13 or the FIG. 14 an imbalance is present. After the start of the balancing process in a step A1 corresponding to FIG. 10 Accordingly, first the measurement of an imbalance in a step A2.

In einem nachfolgenden Schritt A3 gibt die Auswuchtvorrichtung aus, ob und wo eine Unwucht vorliegt. Hierbei werden stets die Lage in Umfangsrichtung {°} und der Betrag der Unwucht {g*mm} gemessen. Somit kann die Unwucht auch als ein Vektor dargestellt werden. In der Figuren 9 sind exemplarisch zwei mögliche Unwuchtstellen U1 bei 260° (gerechnet von der Verbindungsstelle (A) entgegen dem Uhrzeigersinn) und U2 bei 230° eingetragen.In a subsequent step A3, the balancing device outputs whether and where an imbalance exists. In this case, the position in the circumferential direction {°} and the amount of imbalance {g * mm} are always measured. Thus, the imbalance can also be represented as a vector. In the Figures 9 are exemplified two possible unbalance points U1 at 260 ° (calculated from the junction (A) counterclockwise) and entered U2 at 230 °.

Anhand der ausgegebenen Unwucht in [g•mm] und der ausgegebenen Unwuchtposition kann ein Nutzer nun durch geeignete Kombination der zusätzlich zur Verfügung gestellten zwei weiteren Typen von Halteplatten 1.1 und 1.2 sowie den bereitgestellten Satz von Zusatzwuchtelementen 4 die festgestellte Unwucht ausgleichen. In einer möglichen Ausführungsvariante ist bereits in der Auswuchtvorrichtung eine entsprechende Auswertelogik hinterlegt, um dem Nutzer direkt Anzahl und Position auszutauschender Halteplatten 1 und/oder Anzahl, Position und/oder Gewicht anzubringender Zusatzwuchtelemente 4 anzuzeigen.Based on the output unbalance in [g • mm] and the output unbalance position, a user can now compensate for the determined imbalance by a suitable combination of additionally provided two other types of holding plates 1.1 and 1.2 and the provided set of additional balance elements 4. In a Possible embodiment variant, a corresponding evaluation logic is already deposited in the balancing device to display the user directly number and position exchangeable holding plates 1 and / or number, position and / or weight to be attached additional balance elements 4.

Wird beispielsweise an der Unwuchtstelle U1 eine Unwucht von 2450 g•mm bei 260° festgestellt, sind die Halteplatten 1 an den Verbindungsstellen (B) und (C) durch Halteplatten 1.1 mit einem Netto-Mehrgewicht ("Netto-Wuchtgewicht") von 12,5 g zu ersetzen. Ferner ist an den unveränderten Halteplatten an der Verbindungsstelle (A) ein Zusatzwuchtelement von 2 g und an der Verbindungsstelle (D) ein Zusatzwuchtelement von 0,5 g vorzusehen. Darüber hinaus ist an der ausgetauschten Halteplatte 1.1 an der Verbindungsstelle (B) ein Zusatzwuchtelement 4 mit einem Gewicht von 6 g vorzusehen: (Tabelle 1) (A) (B) (C) (D) (E) (F) GesamtMasse Auszugleichende Unwucht 2450g•mm bei 260° 2g 12,5g +6g 12,5g 0,5g - - 33,5g If, for example, an imbalance of 2450 g · mm at 260 ° is found at the imbalance point U1, the holding plates 1 are at the connection points (B) and (C) by holding plates 1.1 with a net additional weight ("net balance weight") of 12, 5 g to replace. Furthermore, an additional balance element of 2 g and at the connection point (D) an additional balance element of 0.5 g is provided on the unchanged holding plates at the connection point (A). In addition, an additional balance element 4 with a weight of 6 g is to be provided on the exchanged retaining plate 1.1 at the connection point (B): (Table 1) (A) (B) (C) (D) (E) (F) total mass Adjusted imbalance 2450g • mm at 260 ° 2g 12.5g + 6g 12.5 g 0.5g - - 33.5 g

Durch die Festlegung von insgesamt 33,5 g (Netto-)Ausgleichsmasse an den Positionen (A) bis (D) wird ein Korrekturvektor mit dem Betrag von 2450 g•mm bei einem Winkel von 80.5° erzeugt, wodurch die gemessene Anfangsunwucht bis auf 20,7 g•mm (Restunwucht) korrigiert werden kann.By fixing a total of 33.5 g (net) balance mass at positions (A) to (D), a correction vector of the order of 2450 g • mm is generated at an angle of 80.5 °, whereby the measured initial imbalance is reduced to 20 , 7 g • mm (residual imbalance) can be corrected.

Wird an der Unwuchtstelle U2 eine Unwucht von 4700 g•mm festgestellt, ist diese über den Austausch der Halteplatten 1 an den Verbindungsstellen (A) und (B) insbesondere durch Halteplatten 1.2 des dritten Typs mit einem Netto-Mehrgewicht ("Netto-Wuchtgewicht") von 25 g auszugleichen, wobei diese jeweils mit Zusatzwuchtelement von 0,5 g (Verbindungsstelle (A)) und 6 g (Verbindungsstelle (B)) versehen werden müssen. Darüber hinaus wäre an der Verbindungsstelle (C) anstatt der (Standard-) Halteplatte 1 eine Halteplatte 1.1 des zweiten Typs mit einem Mehrgewicht von 12,5 g und ein Zusatzwuchtelement 4 von 3 g vorzusehen. An der Verbindungsstelle (F) ist darüber hinaus ein Zusatzwuchtelement 4 von 0,5 g anzuordnen: (Tabelle 2) (A) (B) (C) (D) (E) (F) GesamtMasse Auszugleichende Unwucht 4700g•mm bei 230° 25g +0,5g 25g +6g 12,5g +3g - - 0,5g 72,5g If an unbalance of 4700 g · mm is detected at the imbalance point U2, this is due to the replacement of the holding plates 1 at the connection points (A) and (B) in particular by holding plates 1.2 of the third type with a net additional weight ("net balance weight"). ) of 25 g, each with additional balance element of 0.5 g (junction (A)) and 6 g (junction (B)) must be provided. In addition, at the joint (C) instead of the (standard) holding plate 1, a holding plate 1.1 of the second type with an additional weight of 12.5 g and an additional balance element 4 of 3 g would be provided. In addition, an additional balancing element 4 of 0.5 g is to be arranged at the connection point (F): (Table 2) (A) (B) (C) (D) (E) (F) total mass Adjusted imbalance 4700g • mm at 230 ° 25g + 0.5g 25g + 6g 12.5g + 3g - - 0.5g 72,5g

Durch die Festlegung von insgesamt 72,5 g (Netto-)Ausgleichsmasse an den Positionen (A), (B), (C) und (F) wird ein Korrekturvektor mit dem Betrag von 4685g*mm bei einem Winkel von 49.9° erzeugt, wodurch die gemessene Anfangsunwucht bis auf 16,3 g•mm (Restunwucht) korrigiert werden kann.By fixing a total of 72.5 g (net) balance mass at positions (A), (B), (C) and (F), a correction vector of 4685g * mm is generated at an angle of 49.9 °, whereby the measured initial imbalance can be corrected to 16.3 g • mm (residual imbalance).

Eine aus der Figur 9 jeweils ersichtliche Position (B1), (B2) ist in diesem Beispiel diejenige Position, die der jeweiligen Unwucht U1 oder U2 genau gegenüberliegt. Mit anderen Worten ist eine Position (B1) oder (B2) nicht festgelegt, sondern variabel, d. h. abhängig von der Winkellage der gemessenen Unwucht. Die Position (B) für das Anbringen der Ausgleichswuchtmasse weist hierbei den geringsten Winkelversatz zu der jeweiligen Position (B1) oder (B2) auf.One from the FIG. 9 each apparent position (B1), (B2) is in this example that position which is exactly opposite the respective imbalance U1 or U2. In other words, a position (B1) or (B2) is not fixed, but variable, ie depending on the angular position of the measured imbalance. The position (B) for the attachment of the balance mass has here the smallest angular offset to the respective position (B1) or (B2).

Wie die vorgenannten Beispiele anschaulich zeigen, kann in der vorliegenden Variante bei einer vergleichsweise geringen Anzahl von nur sechs wohl definierten Verbindungsstellen für die drei Halteplatten 1, 1.1 und 1.2 mit unterschiedlichen Wuchtgewichten und einer geringen Anzahl (hier: sieben) von fein abgestuften Zusatzwuchtelementen 4 ein sehr präziser Ausgleich von Unwuchten erfolgen. Nach der Anbringung der entsprechenden Zusatzwuchtelemente 4 und einem eventuellen Austausch von Halteplatten 1 durch schwerere Halteplatten 1.1 oder 1.2 in einem Verfahrensschritt A4 endet dann das Auswuchtverfahren in einem Schritt A5 und die derart ausgerüsteten Bauteile können endgültig fixiert werden.As the examples above clearly show, in the present variant with a comparatively small number of only six well-defined joints for the three holding plates 1, 1.1 and 1.2 with different balancing weights and a small number (here: seven) of finely graded additional balancing elements 4 a very precise compensation of imbalances done. After attaching the corresponding additional balance elements 4 and a possible replacement of holding plates 1 by heavier plates 1.1 or 1.2 in a step A4 then ends the balancing process in a step A5 and the thus equipped components can be permanently fixed.

Die Klemmlängen der jeweiligen Verbindungselemente - hier in Form der Gewindebolzen 2a bis 2d - bleiben über die unterschiedlich schweren Halteplatten 1, 1.1, 1.2 unverändert, da auch die schweren Halteplatten 1.1 und 1.2 an der Basis 10 stets die gleiche Dicke in demjenigen Bereich aufweisen, an dem die (Bolzen-)Öffnungen 14a, 14b, 15a, 15b ausgebildet sind. Ferner liegen alle Öffnungen 13 und 14a, 14b, 15a, 15b für die Befestigungs- und Verbindungselemente 3 und 2a bis 2d auf einem Teilkreisradius und haben denselben Abstand. Hierdurch wird erreicht, dass nur ein Bohrungsmuster an der Verdichterwelle W erforderlich ist und beide Wellenteile entsprechend der Anzahl dieser Öffnungen zueinander positionierbar bleiben.The clamping lengths of the respective connecting elements - here in the form of threaded bolts 2a to 2d - remain unchanged on the differently heavy holding plates 1, 1.1, 1.2, as well as the heavy holding plates 1.1 and 1.2 at the base 10 always have the same thickness in that area the (bolt) openings 14a, 14b, 15a, 15b are formed. Further, all openings 13 and 14a, 14b, 15a, 15b are located for the fastening and connecting elements 3 and 2a to 2d on a pitch radius and have the same distance. This ensures that only one bore pattern on the compressor shaft W is required and both shaft parts remain positionable to each other according to the number of these openings.

Unter Nutzung des erfindungsgemäßen Ansatzes kann in einer Ausführungsvariante bei nur sechs Verbindungsstellen (Wuchtpositionen) für drei Halteplattentypen auch mit einer geringeren Anzahl unterschiedlich schwerer Wuchtgewichte eine verbesserte Wuchtgüte gegenüber bisher in der Praxis üblichen Auswuchtverfahren erreicht werden. So können beispielsweise drei Typen Halteelemente 1, 1.1 und 1.2 mit einer minimalen Gewichtsdifferenz von 15 g sowie drei unterschiedlich schwere Typen von hieran festlegbaren Zusatzwuchtelementen zu je 1,25 g, 2,5 g und 3,75 g für die sechs unterschiedlichen, am Umfang entlang gleich verteilten Verbindungsstellen vorgesehen sein. Wie die nachstehenden Tabellen 3a bis 3d hierbei verdeutlichen, kann bereits hiermit trotz der geringen Anzahl an vorgegebenen Wuchtpositionen eine feine Abstufung in Schritten zu je 1,25 g erreicht werden: (Tabelle 3a) 0g 1,25g 2,5g 3,75g 5g 6,25g 7,5g 8,75g 10g 0 1,25g 2,5g 3,75g 3,75g +1,25g 3,75g +2,5g 3,75g +3,75g 15g 15g 180° 0 0 0 0 0 0 0 3,75g +2,5g 2,5g +2,5g (Tabelle 3b) 11,25g 12,5g 13,75g 15g 16,25g 17,5g 18,75g 20g 15g 15g 15g 15g 15g +1,25g 15g +2,5g 15g +3,75g 15g +3,75g +1,25g 180° 3,75g 2,5g 1,25g 0 0 0 0 0 (Tabelle 3c) 21,25g 22,5g 23,75g 25g 26,25g 27,5g 28,75g 30g 15g +3,75g +2,5g 15g +3,75g +3,75g 30g 30g 30g 30g 30g 30g 180° 0 0 3,75g +2,5g 2,5g +2,5g 3,75g 2,5g 1,25g 0 (Tabelle 3d) 31,25g 32,5g 33,75g 35g 36,25g 37,5g 30g +1,25g 30g +2,5g 30g +3,75g 30g +3,75g +1,25g 30g +3,75g +2,5g 30g +3,75g +3,75g 180° 0 0 0 0 0 0 Using the approach according to the invention, an improved balancing quality can be achieved in a variant with only six joints (balancing positions) for three types of holding plates with a lower number of different heavy weights different from balancing methods previously used in practice. Thus, for example, three types of holding elements 1, 1.1 and 1.2 with a minimum weight difference of 15 g and three different heavy types of definable additional balancing elements of 1.25 g, 2.5 g and 3.75 g for the six different, on the periphery be provided along equally distributed joints. As shown in Tables 3a to 3d below, a fine gradation in steps of 1.25 g can already be achieved here despite the small number of predetermined balancing positions: (Table 3a) 0g 1.25 g 2.5 g 3.75 g 5g 6,25g 7.5 g 8,75g 10g 0 ° 0 1.25 g 2.5 g 3.75 g 3,75g + 1,25g 3,75g + 2,5g 3,75g + 3,75g 15g 15g 180 ° 0 0 0 0 0 0 0 3,75g + 2,5g 2,5g + 2,5g 11.25 g 12.5 g 13,75g 15g 16,25g 17.5 g 18,75g 20g 0 ° 15g 15g 15g 15g 15g + 1.25g 15g + 2.5g 15g + 3.75g 15g + 3.75g + 1.25g 180 ° 3.75 g 2.5 g 1.25 g 0 0 0 0 0 21,25g 22.5 g 23,75g 25g 26,25g 27.5 g 28,75g 30g 0 ° 15g + 3,75g + 2,5g 15g + 3.75g + 3.75g 30g 30g 30g 30g 30g 30g 180 ° 0 0 3,75g + 2,5g 2,5g + 2,5g 3.75 g 2.5 g 1.25 g 0 31,25g 32.5 g 33,75g 35g 36,25g 37.5 g 0 ° 30g + 1.25g 30g + 2.5g 30g + 3.75g 30g + 3.75g + 1.25g 30g + 3.75g + 2.5g 30g + 3.75g + 3.75g 180 ° 0 0 0 0 0 0

Werden 12 Wuchtpositionen vorgesehen, reichen unter Nutzung des erfindungsgemäßen Ansatzes z.B. bereits drei unterschiedlich schwere Typen von Halteelementen 1, 1.1 und 1.2 mit einem Netto-Mehrgewicht zu je 12,5 g sowie ein Typ von Zusatzwuchtelement 4 zu 2,5 g aus, um eine akzeptable Wuchtgüte zu erreichen: (Tabelle 4a) 0g 2,5g 5g 7,5g 10g 12,5g 15g 0 2,5g 2,5g +2,5g 12,5g 12,5g 12,5g 12,5g + 2,5g 180 ° 0 0 0 2,5g +2,5g 2,5g 0 0 (Tabelle 4b) 17,5g 20g 22,5g 25g 27,5g 30g 12,5g + 2,5g + 2,5g 25g 25g 25g 25g +2,5g 25g +2,5g +2,5g 180 ° 0 2,5g +2,5g 2,5g 0 0 0 If 12 balancing positions are provided, using the approach according to the invention, for example, three different types of holding elements 1, 1.1 and 1.2 with a net additional weight of 12.5 g each and a type of additional balancing element 4 of 2.5 g are sufficient to achieve acceptable balancing quality: (Table 4a) 0g 2.5 g 5g 7.5 g 10g 12.5 g 15g 0 ° 0 2.5 g 2,5g + 2,5g 12.5 g 12.5 g 12.5 g 12.5g + 2.5g 180 ° 0 0 0 2,5g + 2,5g 2.5 g 0 0 17.5 g 20g 22.5 g 25g 27.5 g 30g 0 ° 12.5g + 2.5g + 2.5g 25g 25g 25g 25g + 2.5g 25g + 2.5g + 2.5g 180 ° 0 2,5g + 2,5g 2.5 g 0 0 0

In der Schnittdarstellung der Figur 11 ist in vergrößertem Maßstab der als Verdrehsicherung fungierende Steg 11 mit zwei benachbarten Bolzenköpfen 20a und 20b dargestellt. Hierin sind auch nochmals die Einkerbungen 100 und 101 auf den voneinander abgewandten Seitenflächen 110a und 110b am Fuße des Steges 11 ersichtlich.In the sectional view of FIG. 11 is shown on an enlarged scale acting as anti-rotation web 11 with two adjacent bolt heads 20a and 20b. Here again, the indentations 100 and 101 on the side faces 110a and 110b facing away from one another at the foot of the web 11 can be seen again.

Mit den Figuren 12A bis 12D ist in unterschiedlichen Ansichten eine Variante einer Halteplatte 1a für eine Befestigungsbaugruppe Ba mit lediglich genau einem Paar von Gewindebolzen 2a und 2b veranschaulicht. In dieser Variante definiert eine vergleichsweise kurze Halteplatte 1a lediglich zwei Bolzenöffnungen 14a und 14b, die durch einen einzelnen keilförmigen und radial verlaufenden Steg 11 voneinander getrennt sind. Am Fuß dieses Steges 11 sind beiderseits die Einkerbungen 100 und 101 vorgesehen. Im Übrigen bildet der Steg 11 auch hier eine Verdrehsicherung für die beiden in die Bolzenöffnungen 14a und 14b eingesteckten Gewindebolzen 2a und 2b.With the FIGS. 12A to 12D is a variant of a retaining plate 1a for a mounting assembly Ba with only a pair of threaded bolts 2a and 2b illustrated in different views. In this variant, a comparatively short holding plate 1a defines only two bolt openings 14a and 14b which are separated from each other by a single wedge-shaped and radially extending web 11. At the foot of this web 11, the notches 100 and 101 are provided on both sides. Incidentally, the web 11 also forms an anti-rotation device for the two threaded bolts 2a and 2b inserted into the bolt openings 14a and 14b.

Zwei Befestigungsbaugruppen Ba der Figuren 12A bis 12D können gegebenenfalls alternativ zu einer Befestigungsbaugruppe B für vier Gewindebolzen 2a bis 2d entsprechend den zuvor erläuterten Ausführungsvarianten eingesetzt werden. Auch bei Verwendung von Befestigungsbaugruppen Ba mit lediglich zwei Bolzenöffnungen 14a, 14b können für das Auswuchten unterschiedlich schwere Befestigungsgruppen Ba über unterschiedlich schwere Halteplatten und/oder über zusätzliche Wuchtelemente vorgesehen sein. Etwaige zusätzliche Wuchtelemente werden hierbei beispielsweise unter oder an einen Bolzenkopf eines Gewindebolzens 2a, 2b montiert.Two mounting assemblies Ba der FIGS. 12A to 12D may optionally be used as an alternative to a mounting assembly B for four threaded bolts 2a to 2d according to the previously described embodiments. Even with the use of mounting assemblies Ba with only two bolt holes 14a, 14b may be provided for balancing different heavy mounting groups Ba on different heavy plates and / or additional balancing elements. Any additional balancing elements are in this case, for example, mounted below or on a bolt head of a threaded bolt 2a, 2b.

Bei allen dargestellten Ausführungsvarianten werden fest montierte Halteelemente in Form der Halteplatten 1, 1.1, 1.2, 1a und damit jeweils eine Wuchtlösung ohne zusätzliche Halterungen, z.B. in Form von Schrauben oder Klemmen, vorgesehen, womit Wuchtgewichte an einer Welle einer Gasturbine befestigt werden können.In all the illustrated embodiments fixedly mounted holding elements in the form of holding plates 1, 1.1, 1.2, 1a and thus each a balancing solution without additional brackets, for example in the form of screws or clamps, provided with balancing weights can be attached to a shaft of a gas turbine.

Im Übrigen ist es im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung natürlich nicht zwingend, eine erfindungsgemäß ausgestaltete Befestigungsbaugruppe B oder Ba für eine Turbinenwelle einzusetzen. Abweichend von der dargestellten Ausführung kann in einer Ausführungsvariante zum Beispiel selbstverständlich vorgesehen sein, eine erfindungsgemäß ausgestalte Baugruppe an der Verdichterwelle W einzusetzen.Incidentally, it is of course not mandatory in the context of the inventive solution to use a inventively designed mounting assembly B or Ba for a turbine shaft. Notwithstanding the illustrated embodiment, it may of course be provided in an embodiment, for example, to use an inventively ausgestalte assembly on the compressor shaft W.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1.1, 1.2, 1 a1, 1.1, 1.2, 1 a
Halteplatte (Halteelement)Retaining plate (retaining element)
10, 10.1, 10.210, 10.1, 10.2
BasisBase
100, 101100, 101
Einkerbungnotch
102102
Fortsatzextension
1111
Steg (Verdrehsicherung)Bridge (anti-twist protection)
110a, 110b110a, 110b
Seitenflächeside surface
1212
Steg (Verdrehsicherung)Bridge (anti-twist protection)
120c, 120d120c, 120d
Seitenflächeside surface
1313
Befestigungsöffnungfastening opening
14a, 14b14a, 14b
Bolzenöffnungbolt hole
15a, 15b15a, 15b
Bolzenöffnungbolt hole
20a, 20b, 20c, 20d20a, 20b, 20c, 20d
Bolzenkopfbolt head
2121
Muttermother
2222
KratzschutzplatteScratch protection plate
2a, 2b, 2c, 2d2a, 2b, 2c, 2d
Gewindebolzen (Verbindungselement)Threaded bolt (connecting element)
33
Befestigungsbolzen (Befestigungselement)Fixing bolt (fixing element)
3030
Kopfhead
3131
Muttermother
44
(Zusatz-) Wuchtelement(Additional) balancing element
4040
BasisBase
4141
Hülsenabschnittsleeve section
b, b1b, b1
Breitewidth
B, BaB, Ba
Befestigungsbaugruppemounting assembly
FT F T
Wuchtebenebalancing plane
L, L2L, L2
Laufschaufelblade
MM
TriebwerksachseEngine axis
R, R2R, R2
Radscheibewheel disc
RFRF
Flanschflange
RT R T
Wuchtebenebalancing plane
SS
Abdeckscheibecover plate
SFSF
Flanschflange
U1, U2U1, U2
Stelle mit UnwuchtPlace with imbalance
TT
Vorrichtungsbauteil / DummyDevice component / dummy
V1, V2V1, V2
Verbindungsbereichconnecting area
WW
Verdichterwelle (Wellenteil)Compressor shaft (shaft part)

Claims (15)

Baugruppe für die drehfeste Verbindung mindestens zweier rotierender Bauteile in einer Gasturbine, wobei die Baugruppe (B, Ba) wenigstens das Folgende aufweist: - ein Halteelement (1, 1.1,1.2) für mindestens vier Verbindungselemente (2a - 2d), die zur drehfesten Verbindung der mindestens zwei Bauteile (R, S, W) aneinander vorgesehen sind, wobei das Halteelement (1, 1.1, 1.2) o für jedes der Verbindungselemente (2a - 2d) eine Öffnung (14a, 14b, 15a, 15b) aufweist, in die ein Abschnitt eines Verbindungselements (2a - 2d) hindurch gesteckt werden kann, und o zwischen zwei Öffnungen (14a, 14b; 15a, 15b) einen Abschnitt (11; 12) ausbildet, der bei in die Öffnungen (14a, 14b; 15a, 15b) eingesteckten Verbindungselementen (2a - 2d) diese gegen ein Verdrehen in der Öffnung (14a, 14b; 15a, 15b) sichert,
und
- mindestens ein Befestigungselement (3), das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, das Halteelement (1, 1.1, 1.2) an einem der Bauteile (R, S) zu halten und/oder das Halteelement (1, 1.1, 1.2) und mindestens zwei Bauteile (R, S) der Baugruppe (B, Ba) zu verbinden, bevor die mindestens zwei rotierenden Bauteile (R, S, W) über die Verbindungselemente (2a - 2d) drehfest miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass
das Befestigungselement (3) zusätzlich dazu eingerichtet und vorgesehen ist, mindestens ein Wuchtelement (4) an dem Halteelement (1, 1.1, 1.2) festzulegen, um eine Unwucht der rotierenden Bauteile (R, S, W) im Bereich ihrer Verbindung ausgleichen zu können, und eine Befestigungsöffnung (13) für das Befestigungselement (3) an dem Halteelement (1, 1.1, 1.2) in etwa mittig zwischen zwei Paaren von Öffnungen (14a, 14b; 15a, 15b) für die Verbindungselemente (2a - 2d) vorgesehen ist.
Assembly for the non-rotatable connection of at least two rotating components in a gas turbine, wherein the assembly (B, Ba) has at least the following: - A holding element (1, 1.1,1.2) for at least four connecting elements (2a - 2d), which are provided for the rotationally fixed connection of the at least two components (R, S, W) to each other, wherein the holding element (1, 1.1, 1.2) o for each of the connecting elements (2a - 2d) has an opening (14a, 14b, 15a, 15b) into which a portion of a connecting element (2a - 2d) can be inserted, and o a section (11; 12) is formed between two openings (14a, 14b; 15a, 15b), the connecting elements (2a - 2d) inserted into the openings (14a, 14b; 15a, 15b) prevent them from twisting in the opening (14a, 14b, 15a, 15b) ensures
and
- At least one fastening element (3) which is adapted and provided to hold the holding element (1, 1.1, 1.2) on one of the components (R, S) and / or the holding element (1, 1.1, 1.2) and at least two To connect components (R, S) of the assembly (B, Ba) before the at least two rotating components (R, S, W) are rotatably connected to each other via the connecting elements (2a - 2d), characterized in that
the fastening element (3) is additionally set up and provided to fix at least one balancing element (4) on the retaining element (1, 1.1, 1.2) in order to be able to compensate for an imbalance of the rotating components (R, S, W) in the region of their connection , and a fixing opening (13) for the fixing element (3) is provided on the holding element (1, 1.1, 1.2) approximately centrally between two pairs of openings (14a, 14b; 15a, 15b) for the connecting elements (2a-2d) ,
Baugruppe nach 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein an dem Befestigungselement (3) festgelegtes Wuchtelement (4) über das Befestigungselement (3) formschlüssig an dem Halteelement (1, 1.1, 1.2) fixiert ist.Assembly according to 1, characterized in that a on the fastening element (3) fixed balancing element (4) via the fastening element (3) is positively fixed to the holding element (1, 1.1, 1.2). Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Halteelement (1, 1.1, 1.2) ausgebildete Abschnitt zur Sicherung der Verbindungselemente (2a - 2d) gegen ein Verdrehen stegartig und/oder keilförmig ausgebildet ist.Subassembly according to Claim 1 or 2, characterized in that the section formed by the retaining element (1, 1.1, 1.2) for securing the connecting elements (2a-2d) is web-like and / or wedge-shaped against rotation. Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Fuß des von dem Halteelement (1, 1.1, 1.2) ausgebildeten Abschnitts (11; 12) an der Basis (10, 10.1, 10.2) des Halteelements (1, 1.1, 1.2) eine längserstreckte Einkerbung (100, 101) vorgesehen ist.An assembly according to claim 3, characterized in that at the foot of the of the holding element (1, 1.1, 1.2) formed portion (11; 12) on the base (10, 10.1, 10.2) of the holding element (1, 1.1, 1.2) a longitudinally extended Notch (100, 101) is provided. Anordnung, mit mindestens zwei Gasturbinenbauteilen, die mittels mindestens einer Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 drehfest miteinander verbunden sind.Arrangement, with at least two gas turbine components, which are rotatably connected to each other by means of at least one assembly according to one of claims 1 to 4. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei drehfest miteinander verbundenen Gasturbinenbauteile (R, S, W) im Betrieb der Gasturbine um eine Rotationsachse rotieren und wenigstens zwei Baugruppen (B, Ba) entlang einer Kreislinie um die Rotationsachse zueinander beabstandet angeordnet sind, um die wenigstens zwei Gasturbinenbauteile (R, S, W) drehfest miteinander zu verbinden.Arrangement according to claim 5, characterized in that the at least two rotatably interconnected gas turbine components (R, S, W) rotate during operation of the gas turbine about a rotation axis and at least two modules (B, Ba) along a circular line around the rotation axis are arranged spaced from each other for non-rotatably interconnecting the at least two gas turbine components (R, S, W). Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass weniger als zwölf, insbesondere weniger als neun Verbindungsstellen vorgesehen sind, an denen die wenigstens zwei Gasturbinenbauteile (R, S, W) jeweils mittels einer Baugruppe (B, Ba) miteinander verbunden sind.Arrangement according to claim 6, characterized in that less than twelve, in particular less than nine connection points are provided, at which the at least two gas turbine components (R, S, W) are each interconnected by means of an assembly (B, Ba). Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei drehfest miteinander verbundenen Gasturbinenbauteile (R, S, W) im Betrieb der Gasturbine um eine Rotationsachse rotieren und die mindestens zwei Gasturbinenbauteile (R, S, W) mittels wenigstens zweier Baugruppen (B, Ba) drehfest miteinander verbunden sind, bei denen die Halteelemente (1, 1.1, 1.2) unterschiedlich schwer sind, wobei die unterschiedlich schweren Halteelementen (1, 1.1, 1.2) eine identische Länge aufweisen, das schwerere der mindestens zwei Halteelemente (1, 1.1, 1.2) aber in mindestens einem Abschnitt (102) eine größere Dicke und/oder Breite (b1) aufweist.Arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that the at least two rotationally fixedly interconnected gas turbine components (R, S, W) rotate during operation of the gas turbine about a rotation axis and the at least two gas turbine components (R, S, W) by means of at least two Assemblies (B, Ba) are rotatably connected to each other, in which the holding elements (1, 1.1, 1.2) are of different weights, wherein the different heavy holding elements (1, 1.1, 1.2) have an identical length, the heavier of the at least two holding elements ( 1, 1.1, 1.2) but in at least one section (102) has a greater thickness and / or width (b1). Verfahren zum Auswuchten einer Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, mit folgenden Schritten: - Bereitstellen mindestens zweier unterschiedlich schwerer erster und zweiter Halteelemente (1, 1.1, 1.2) mit je mindestens einem Befestigungselement (3), - Bereitstellen mindestens eines Wuchtelements (4), das über ein Befestigungselement (3) an einem ersten oder zweiten Halteelement (1, 1.1, 1.2) festlegbar ist, - Verbinden (a) mindestens zweier im Betrieb der Gasturbine rotierender Gasturbinenbauteile (R, S, W) oder (b) eines der im Betrieb der Gasturbine rotierenden Gasturbinenbauteile (R, S) mit einem Vorrichtungsbauteil (T) einer Auswuchtvorrichtung, das das mindestens eine andere im Betrieb der Gasturbine rotierende Gasturbinenbauteil (W) simuliert, mittels mehrerer Verbindungselemente (2a - 2d), die sich durch Öffnungen (14a, 14b, 15a, 15b) an identisch ausgebildeten und gleich schweren ersten Halteelementen (1) erstrecken, - Messung einer Unwucht im Bereich der Verbindung der mindestens zwei Gasturbinenbauteile (R, S, W) oder der Verbindung zwischen Gasturbinenbauteil (R, S) und Vorrichtungsbauteil (T), und, - im Fall einer gemessenen Unwucht, Austausch wenigstens eines der ersten Halteelemente (1) durch ein zweites Halteelement (1.1, 1.2) mit anderem Gewicht und/oder Anbringung mindestens eines Wuchtelements (4) an einem der Halteelemente (1, 1.1, 1.2), um die Unwucht auszugleichen, wobei ein Satz von mindestens zwei unterschiedlich schweren und hinsichtlich ihrer Gewichts zueinander abgestuften Typen an Wuchtelementen (4) bereitgestellt wird, die über ein Befestigungselement (3) an den Halteelementen (1, 1.1, 1.2) festlegbar sind, um eine Unwucht auszugleichen. Method for balancing an arrangement according to one of Claims 5 to 8, with the following steps: Providing at least two differently heavy first and second holding elements (1, 1.1, 1.2) each with at least one fastening element (3), Providing at least one balancing element (4) which can be fixed via a fastening element (3) to a first or second retaining element (1, 1.1, 1.2), - Connect (A) at least two in the operation of the gas turbine rotating gas turbine components (R, S, W) or (b) one of the gas turbine components (R, S) rotating during operation of the gas turbine with a device component (T) of a balancing device which simulates the at least one other gas turbine component (W) rotating during operation of the gas turbine, by means of a plurality of connecting elements (2a-2d) which extend through openings (14a, 14b, 15a, 15b) on identically designed and equally heavy first holding elements (1), Measuring an imbalance in the region of the connection of the at least two gas turbine components (R, S, W) or the connection between the gas turbine component (R, S) and the device component (T), and in the case of a measured imbalance, replacement of at least one of the first holding elements (1) by a second holding element (1.1, 1.2) with a different weight and / or attachment of at least one balancing element (4) to one of the holding elements (1, 1.1, 1.2), to compensate for the imbalance, wherein a set of at least two differently heavy and with respect to their weight graded types of balancing elements (4) is provided, which via a fastening element (3) on the holding elements (1, 1.1, 1.2) can be fixed to a Balance unbalance. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei unterschiedlich schwere erste, zweite und dritte Halteelemente (1, 1.1, 1.2) mit je mindestens einem Befestigungselement (3) bereitgestellt werden.A method according to claim 9, characterized in that at least three differently heavy first, second and third holding elements (1, 1.1, 1.2) are provided with at least one fastening element (3). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewichtsdifferenz zwischen den Gewichten eines zweiten und ersten Halteelements (1, 1.1) einer Gewichtsdifferenz zwischen den Gewichten eines dritten und zweiten Haltelements (1.1, 1.2) entspricht.A method according to claim 10, characterized in that a weight difference between the weights of a second and first holding element (1, 1.1) corresponds to a weight difference between the weights of a third and second holding element (1.1, 1.2). Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine minimale Differenz zweier Gewichte unterschiedlich schwerer Halteelemente (1, 1.1, 1.2) nicht größer ist als das Doppelte des maximalen Gewichts, das über mindestens ein Wuchtelement (4) an einem Halteelement (1, 1.1, 1.2) anbringbar ist, addiert mit der kleinsten Abstufung im Gewicht zweier unterschiedlich schwerer Typen von Wuchtelementen (4).Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that a minimum difference between two weights of different weight holding elements (1, 1.1, 1.2) is not greater than twice the maximum weight, the at least one balancing element (4) on a holding element ( 1, 1.1, 1.2) is attachable, added with the smallest gradation in the weight of two different heavy types of balancing elements (4). Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewichtsdifferenz, die durch ein an einem Halteelement (1, 1.1, 1.2) festlegbares Wuchtelement (4) oder mehrere an dem Halteelement (1, 1.1, 1.2) festlegbare Wuchtelemente (4) bereitgestellt werden kann, genau oder maximal der Hälfte der minimalen Gewichtsdifferenz zwischen zwei unterschiedlich schweren Halteelementen (1, 1.1, 1.2) entspricht.Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that a weight difference, by a on a holding element (1, 1.1, 1.2) fixable balancing element (4) or more on the holding element (1, 1.1, 1.2) can be fixed balancing elements (4 ) can be provided exactly or at most equal to half the minimum weight difference between two differently heavy holding elements (1, 1.1, 1.2). Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Satz von Wuchtelementen (4) mit mindestens drei unterschiedlichen Gewichtsstufen bereitgestellt wird, bei dem eine Gewichtsdifferenz zwischen zwei Wuchtelementen (4) unmittelbar aufeinander folgender Gewichtsstufen identisch ist und maximal einem Zehntel einer minimalen Gewichtsdifferenz zwischen zwei unterschiedlich schweren Halteelementen (1, 1.1, 1.2) entspricht.A method according to claim 13, characterized in that a set of balancing elements (4) is provided with at least three different weight levels, wherein a weight difference between two balancing elements (4) of immediately successive weight levels is identical and at most one tenth of a minimum weight difference between two different heavy holding elements (1, 1.1, 1.2) corresponds. Gasturbinentriebwerk mit einer Baugruppe (B, Ba) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder einer Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8.Gas turbine engine with an assembly (B, Ba) according to one of claims 1 to 4 and / or an arrangement according to one of claims 5 to 8.
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